氫氣是宇宙中最豐富的元素。它是一種無味，無毒，無腐蝕性的氣體，在空氣中容易燃燒，會產生大量的熱量，零溫室氣體和足夠純凈的副產品水。

“氫經濟”被許多人視為我們對石油和其他化石燃料的依賴的自然替代。通過電解水，我們創(chuàng)建了其基本元素氫和氧，它們可以用作點火產物。或者通過將燃料電池中的氫與氧氣化學融合，我們可以發(fā)電。

|汽車的未來

燃料電池就是運行氫動力車輛的數量，并且該技術正在應用于汽車，卡車，公共汽車，叉車和船上。零排放列車也正在開發(fā)中，作為全球“液壓”項目的一部分。如今，更好的汽車制造需要科學來改善諸如儲氣和電解之類的關鍵技術，同時在高速公路上安裝諸如氫氣站之類的重要基礎設施。

傳統的氫氣罐以10,000 psi（700 bar）的壓力存儲氣體，約為汽車輪胎壓力的300倍。這就需要加固且相對昂貴的儲氣罐。由西北大學科學家領導的研究人員開發(fā)了一種類似海綿的金屬材料，可以使這種高度易燃氣體的存儲更加安全，并提高儲罐容量。

經過特殊設計的多孔金屬有機框架（稱為NU-1501）將液體或氣體粘合到其表面，從而降低了存儲氫所需的壓力。反過來，這減小了燃料電池汽車所需油箱的尺寸并擴大了其行駛距離。

|速度需求

改善燃料電池效率的更好的催化劑是改進氫動力汽車的另一種方法。通過結合廉價，豐富的鎳，鉬和鎂元素，研究人員開發(fā)了一種持久的催化劑，該催化劑可將溫室氣體中的二氧化碳和甲烷再循環(huán)為氫氣。

日本開發(fā)的另一種方法是使用光和由氧化鐵制成的催化劑（簡單的防銹劑）來加快制氫速度。該團隊使用的是水-甲醇溶液而不是水，該催化劑的活性是二氧化鈦的25倍，可在超過400小時內產生穩(wěn)定的氫氣。

在美國，科學家團隊發(fā)現了使用創(chuàng)新催化劑為氫氣生產提供動力的方法，這些催化劑可能導致將天然氣用作存儲能量的方法。一個開發(fā)了與導電聚合物電極相連的鎳鐵催化劑，以降低氫氣捕獲的成本，另一個則改進了高溫電解程序，以創(chuàng)建一個全新的過程。

在愛達荷州國家實驗室，高級工程師Dong Ding及其同事使用一種名為鈣鈦礦的礦物改進了高溫電解中使用的質子陶瓷電化學電池。它們的進步降低了反應溫度，加快了生產速度，并且易于逆轉。實際上，它們的突破可以將多余的電能和水轉化為氫氣用作燃料，也可以將氫氣轉化為電能。然后，多余的電能可以以氣體的形式存儲，并在需要時釋放以供再利用。

太陽能在可再生能源中的重要性將繼續(xù)增長，但是它可以為清潔能源提供動力的另一種方式是水的分解。光催化利用水和陽光產生氫。日本的研究人員用紫外線和特殊的催化劑混合物進行實驗，以近100％的效率分解水。

可見光的效率較低，但研究小組估計，即使達到30％，該過程也將徹底改變太陽能氫的生產。

最后，燃料電池制造方式的創(chuàng)新可以提高其功率，并且可以消除存儲和運輸氫氣的需求。使用高功率硼氫化物技術開發(fā)的液體燃料電池的工作電壓是傳統氫燃料電池的兩倍，可以為無人水下航行器和電動飛機提供動力。

圣路易斯華盛頓大學的工程師說，液體燃料電池還可以用于擴展市場上已有的電池驅動汽車的范圍。

來源：維普知識