當(dāng)談到尋找替代化石燃料的能源時(shí)，其實(shí)我們并不缺乏選擇。太陽能、風(fēng)能、乙醇和生物燃料通常是替代以石油為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)和燃煤發(fā)電廠的最廣泛的競爭者。

而氫能作為一種有希望的石油替代能源，目前已脫穎而出。盡管，氫作為一種可以廣泛使用的燃料源，但將其用以驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)電則是一個(gè)相對較新的概念。可能很多人不知道，氫燃料電池實(shí)際上比19世紀(jì)中期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)還早了20年。

既然，這項(xiàng)技術(shù)最基本的形式已經(jīng)存在了近150年，為什么現(xiàn)在才是它嶄露頭角的時(shí)代呢？

為什么是氫？

氫是宇宙中最豐富的元素，因此，理論上人類是不可能將其消耗殆盡的。根據(jù)一份研究報(bào)告稱，目前的石油資源肯定是可以滿足全球需求，但許多能源專家預(yù)測，全球石油供應(yīng)將在60年內(nèi)枯竭。

地球現(xiàn)在擁有70多億人口，人口的增長帶來的不可避免的能源短缺，直至耗盡世界的石油供應(yīng)。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的增長也離不開能源的助力，所以必須迅速引進(jìn)替代能源。另一方面，燃燒這么多化石燃料，也意味著在這一過程中會(huì)對大氣層造成巨大負(fù)擔(dān)。而且，我們甚至還沒有考慮到從地球上開采原油可能對環(huán)境造成的惡果。

相比之下，氫的燃燒是清潔的。氫動(dòng)力的唯一副產(chǎn)品是水和熱，它們都可以通過回收再利用。這實(shí)際上意味著，可以將一個(gè)消耗能源的過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)產(chǎn)生能量的過程。

然而，氫并不像石油和天然氣那樣是一種現(xiàn)成的能源。相反，它是一種儲存能源的手段，因?yàn)榈厍蛏蠜]有足夠的純氫來為整個(gè)能源經(jīng)濟(jì)提供燃料。而且，要獲得可用的燃料形式的氫是需要消耗能量的。

氫可以通過電解過程從水的氧分子中分離出來，也可以通過將氫從化石燃料中的碳?xì)滏溨蟹蛛x出來，但這一過程本身就會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放。

氫將如何產(chǎn)生可用的能量呢？

氫燃料電池技術(shù)是一種有效的將氫轉(zhuǎn)化成可用能量的技術(shù)。而且，氫燃料電池不同于以石油為基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)，它不依靠熱量和動(dòng)力來產(chǎn)生能量。

有一種形象的描述，燃料電池是由一堆“陽極、陰極和其它高科技材料的三明治”組成的。它的基本工作原理是：液氫燃料進(jìn)入陽極周圍，在那里附著在氫上的電子與原子本身分離。燃料電池中的電解質(zhì)允許氫質(zhì)子通過，但不允許電子通過。當(dāng)氫原子到達(dá)燃料電池的另一邊，陰極，它與氧結(jié)合，產(chǎn)生電能，副產(chǎn)品是熱和水蒸氣。

氫燃料電池其實(shí)就是一種直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。而且，氫燃料電池發(fā)電不受卡諾循環(huán)的限制，理論上，它的發(fā)電效率可達(dá)到85%～90%。

氫的缺點(diǎn)是什么？

雖然，一些國家、地區(qū)和城市已經(jīng)采取了一些措施，來建設(shè)氫燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施。但是，就算與新能源充電站的數(shù)量相比，也可謂是鳳毛麟角。相信很多人可能都從未見過提供氫燃料的加注設(shè)施或站點(diǎn)。

另一方面，就算你最近經(jīng)常去各品牌的汽車經(jīng)銷店，也是滿眼的普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力和純電動(dòng)力的汽車。氫燃料電池汽車在哪里？反正目前我是沒見過。

這就是實(shí)施新能源技術(shù)的最大障礙之一：能源生產(chǎn)商和經(jīng)銷商需要基礎(chǔ)設(shè)施來滿足他們的燃料需求。但是，如果沒有基礎(chǔ)設(shè)施的支持，這種需求就不可能真正存在。這就像是“雞和蛋”的問題，但不同的是，解決方案可能需要耗資上百億之巨！

氫燃料的另一個(gè)顯著缺點(diǎn)是，盡管氫燃料儲量豐富，但儲存起來卻很困難，成本也很高。在正常的室溫下，氫以氣體的形式存在。要使氫變成可以儲存、運(yùn)輸并最終用作燃料的液體形態(tài)，就需要-253攝氏度的溫度。而保持氫燃料的低溫狀態(tài)則需要特殊的容器，堅(jiān)固而昂貴。

目前，氫燃料電池汽車對于普通消費(fèi)者來說還是太貴、使用太不方便。雖然，氫燃料極具前景，而且也越來越受到能源企業(yè)和汽車制造商的極大關(guān)注和投資，但時(shí)機(jī)尚未成熟。所以，氫可能是未來的燃料來源，但是明天，你可能仍然需要給你的愛車加注古老的化石燃料——汽油。