氫是宇宙中最多的元素,在宇宙大爆炸之后的大約4億年后,宇宙溫度下降,大量的氫原子開始聚集形成恒星,并產(chǎn)生了首次核聚變。
所以現(xiàn)在太陽(yáng)上,每秒就有將數(shù)以億噸的氫轉(zhuǎn)化為氦氣,為太陽(yáng)提供充足的能量。
從太陽(yáng)上得到靈感,人類利用的**氫的同位素(氘、氚、氦)**制造了目前世界上殺傷力最強(qiáng)大的武器——?dú)鋸棥?/p>
盡管氫具有如此恐怖的一面,但它也是我們解決未來能源問題的關(guān)鍵。當(dāng)氫氣以受控方式燃燒時(shí),氫氣可以說是最清潔的燃料,因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生水作為“廢物”。
與大多數(shù)化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳和一系列其他有害氣體相比,這簡(jiǎn)直稱不上廢物。
目前氫除了作為制造氫彈的原料之外,更多的還是用于火箭的燃料,在高壓和-252℃的溫度下,氫氣會(huì)以液態(tài)的形式存在,然后只要提供充足的氧氣使其燃燒就可以產(chǎn)生巨大的能量將火箭推向天空。
隨著科技的進(jìn)步,氫氣的應(yīng)用也從航空航天領(lǐng)域開始進(jìn)入到大眾生活中,比如作為氫燃料電池。
這種燃料電池不燃燒氫,而是將其轉(zhuǎn)化成電能,因?yàn)楫?dāng)氫元素被剝奪了唯一的電子后,就成為了帶正電的質(zhì)子。
在燃料電池的一側(cè),將氫氣分為帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子,然后質(zhì)子會(huì)移到電池的另一側(cè),電子則不變,這時(shí)與外部電路連接后,會(huì)在電池側(cè)面形成電流,從而為電路中的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
這種氫動(dòng)力燃料電池在德國(guó)已經(jīng)開始在火車上使用了,由法國(guó)TGV制造商阿爾斯通制造的兩列藍(lán)色氫動(dòng)力列車從德國(guó)北部的庫(kù)克斯港運(yùn)行至布克斯特胡德的城鎮(zhèn),全長(zhǎng)約100公里,這段路之前由煤油機(jī)車在運(yùn)行。
此外,一些國(guó)際汽車制造商正在開發(fā)燃料電池動(dòng)力汽車。
既然要造汽車,勢(shì)必要給汽車提供能源,現(xiàn)在的汽車都需要在加油站加油,那么氫動(dòng)力汽車也需要加氫站,因?yàn)榕c汽油車不同,如果你車子沒有燃料了,你不能給朋友打電話讓他帶來氫氣罐(不過汽油車好像也不允許)。
因?yàn)闅浞浅]p,所以一般氫需要進(jìn)行高壓壓縮或者液化儲(chǔ)存在-252℃的溫度下,事實(shí)上,目前氫氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存也是以這樣的辦法。
不過當(dāng)氫作為燃料時(shí),它和目前所使用的的燃料相比,在泄漏后具有更容易爆炸的性質(zhì),因?yàn)榇_實(shí)氫氣在空氣中更容易爆炸,而為了防止泄漏,在氫動(dòng)力汽車上也需要使用更堅(jiān)固的碳纖維儲(chǔ)存罐防止泄漏。
除了儲(chǔ)存問題之外,氫氣的獲得也是需要解決的,因?yàn)樽匀唤鐜缀鯖]有可供我們使用的氫氣,目前,世界上大部分的氫氣是由木材或化石燃料(例如天然氣和石油)產(chǎn)生的,但因?yàn)闅錃獾拿芏缺瓤諝庑?,所以它?huì)不斷上升并從大氣中溢出。
而為了使氫成為未來的主要燃料,電解水獲得氫氣可能是最好的方法,因?yàn)樗剂说厍虮砻鎺缀?0%的面積。
可惜的是,電解水需要電力,如果要得到巨量的氫氣,那么投入的電能也是巨大的,這有點(diǎn)像拆了更大的東墻來補(bǔ)上未知的西墻,不太可取。
所以目前看來,只有當(dāng)可再生能源如太陽(yáng)能和風(fēng)能以相對(duì)較低的成本發(fā)電時(shí),這種技術(shù)在商業(yè)上才能變得可行。
不然成本永遠(yuǎn)是跨不過的一道坎。