氢动力：将世界引入清洁能源

氢气是宇宙中最丰富的元素。它是一种无味、无毒、无腐蚀性的气体，容易在空气中燃烧，产生大量的热量、零温室气体和足够纯净的水，可以作为副产品饮用。

许多人认为，"氢经济"是对我们依赖石油和其他化石燃料的自然替代品。通过电解水，我们创造了其基本元素，氢和氧，可以用作点火产品。或者通过化学将燃料电池中的氢气与氧气融合在一起，我们可以产生电能。

汽车的未来

燃料电池是有多少氢动力汽车运行和安装技术的汽车，卡车，公共汽车，叉车和船只正在进行中。零排放列车也正在开发中，作为全球"水合物"项目的一部分。更好的汽车制造现在需要科学来改进关键技术，如储气和电解，同时在高速公路上安装氢气站等基本基础设施。

传统的氢气罐将气体储存在10，000 psi（700bar），大约是汽车轮胎压力的300倍。这需要加固和相对昂贵的油箱。西北大学科学家领导的研究人员已经开发出一种金属海绵状材料，可以使储存这种高度易燃的气体更加安全，并提高储罐容量。

特别设计的多孔金属有机框架（称为NU-1501）将液体或气体结合到表面，从而减轻储存氢气所需的压力。这反过来又减少了燃料电池车辆所需的油箱尺寸，并改善了其范围。

速度的需要

氢燃料电池的细节 - 替代和清洁能源。

更好的催化剂，以提高燃料电池的效率是另一种方式，改善氢动力车辆。通过结合镍、硅和镁等廉价而丰富的元素，研究人员已经开发出一种持久的催化剂，可以将温室气体中的二氧化碳和甲烷回收成氢气。

近日，西安交通大学张锦英教授团队就开发出了一种高密度固态储氢材料 —— 石墨烯界面纳米阀固态储氢材料。据报道，这种“储氢材料”可将氢能压制成不同形态，提升储氢释氢密度，还克服了低温释氢的行业难题，降低了运输氢气的成本，实现储氢材料安全、可控、稳定释氢。

日本开发的另一种方法使用光和由氧化铁制成的催化剂——简单的生锈——来加速氢气的生产。研究小组使用水甲醇溶液而不是水，催化剂的活性是二氧化钛的25倍，产生稳定的氢气超过400小时。

在美国，科学家团队已经发现了利用创新催化剂为氢气生产提供动力的方法，这种催化剂可能导致气体被用作储存能量的方法。一种是开发出一种镍铁催化剂，与导电聚合物电极相加，使氢捕获更便宜：另一种是改进了高温电解程序，以创造一个全新的工艺。

在爱达荷州国家实验室，高级工程师董丁和他的同事们利用一种叫做佩罗夫斯基特的矿物改进了高温电解中使用的质子陶瓷电化学电池。它们的推进降低了反应温度，加快了生产速度，并且很容易逆转。实际上，他们的突破可以把多余的电和水变成氢气作为燃料，或者可以把氢气转化为电。然后，多余的电力可以作为气体储存，并在需要时释放以重新使用。

太阳能在可再生能源中的重要性将继续增长，但它为清洁能源提供动力的另一种方式是水分裂。光催化利用水和阳光产生氢气。日本的研究人员试验了紫外线和催化剂的特殊混合物，以接近100%的效率将水分离。

最后，燃料电池制造方式的创新可以增强燃料电池的功率，并消除储存和运输氢气的需要。使用大功率氢化物技术开发的液体燃料电池，其电压是传统氢燃料电池的两倍，可为无人驾驶水下飞行器和电动飞机提供动力。

专家预言：固态储氢罐可以做成像干电池一样的产品，未来可在便利店或超市随处购买，也可以将使用完的氢能源空瓶放置存储箱，由快递员每日更换。