眾多清潔能源中，最乾淨的竟然是宇宙裡最多的，未來最具潛力領域

氫是宇宙中分布最廣泛的物質，氫及其同位素佔到了太陽總質量的84%，宇宙質量的75%都是氫。水是氫的大「倉庫」，如把海水中的氫全部提取出來，將是地球上所有化石燃料熱量的9000 倍。氫具有高揮發性、高能量，是能源載體和燃料。

氫在物理與化學變化過程中釋放的能量稱之為氫能。氫能是一種二次能源，它是通過一定的方法利用其它能源製取的，不像煤、石油、天然氣可以直接開採。氫能是公認的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。

氫能的燃燒熱值高，燃燒同等質量的氫產生的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水，是世界上最乾淨的能源。氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源。氫能的開發和應用，演繹了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。因此有人將氫能稱為人類的終極能源。

氫能源被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能源應用自200年前就產生了興趣。到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能源研究。

氫能汽車工作原理

美國、德國等國的汽車公司都在研究以氫氣作為發動機燃料的氫能汽車。氫是一種高效燃料，每千克氫燃燒所產生的能量為33.6kWH。氫氣燃燒不僅熱值高，而且火焰傳播速度快，點火能量低，所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20%。氫的燃燒主要生成物是水，沒有汽油燃燒時產生的一氧化碳、二氧化硫等汙染環境的有害成分。因此，氫能汽車是最理想的綠色交通工具。一旦氫能汽車實現量產，將會徹底改變汽車行業。

無論是水電、火電或核電，都是通過電網將電輸送給用戶。由於用戶的負荷不同，電網有時是高峰，有時是低谷。為了調節峰荷、電網中常需要啟動快和比較靈活的發電站。利用氫氣和氧氣燃燒，可組成氫氧發電機組。這種機組是火箭型內燃發動機配以發電機，它不需要複雜的蒸汽鍋爐系統，因此結構簡單，維修方便，啟動迅速，即開即停。另外，氫能發電還可直接改變常規火力發電機組的運行狀況，提高電站的發電能力。

氫燃料電池工作原理

氫能發電的最新方式是氫燃料電池。這是利用氫和氧直接經過電化學反應而產生電能的裝置。乾電池和蓄電池是一種儲能裝置，是把電能貯存起來，需要時再釋放出來；而氫燃料電池就像發電廠一樣，把化學能直接轉化為電能。使用氫燃料電池發電不需要進行燃燒，不需要經過熱能和機械能的中間變換，能量轉換率可達60%～80%，而且汙染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。

雖然氫能擁有廣闊的利用前景，但相關技術難題制約了它的發展。在氫能產業的商業化進程中氫氣製備、氫的儲存和運輸都是亟待解決的技術難題。世界各國都在研究大規模、低成本的制氫方法。工業制氫途徑通常有四種：電解水、天然氣重整、甲醇裂解、工業副產物提純。其中電解水和甲醇裂解投資低、建成快、無汙染，但能量消耗高且難以大規模生產。天然氣制氫需消耗大量天然氣化石能源，綠色環保程度有限。工業副產物提純雖然可行，但提純過程複雜，生產成本較高。

氫氣高能易爆，屬於危險化學品。在靜止、移動的狀態下安全高效存儲氫氣是氫能產業發展的一大難題。氫氣存儲的方法主要有三種：高壓氣態儲氫、低溫液化儲氫和物理/化學吸附固態儲氫。這三種方式雖然可以實施，但都存在一些局限性，相關行業仍在積極尋找更加安全高效的氫氣存儲方法。

雖然氫能利用還存在許多問題，但不可否認它是未來能源的終極形態。每一次能源利用方式的轉變都會帶來社會生產、生活方式的深刻變革。從木材、煤炭、石油、天然氣到氫氣，人類歷史上的能源變革有著清晰的主線邏輯，那就是減碳加氫，不斷提升能量密度。當步入氫能時代，人們或將迎來一個嶄新的未來！