氫能作為一種環保綠色新能源，越來越獲得市場的認可。然而，氫氣的制備和儲存都還有著較大的探索空間。日前，我國科研人員的一項研究公開發布，通過搭建新型光熱系統，讓氫能的制備效率提高了6倍。未來的我們，也許還能開著氫能源私家車駛上高速公路。

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北京冬奧會上就曾刮起“氫能源旋風”

很多人概念里的“氫”真的很輕，只要充進氣球里，氣球就會立刻漂起來。但需要的時候，“氫”也能很“重”，甚至可以讓載人客車跑起來。南京航空航天大學能源與動力學院副研究員張凱告訴記者，在前不久結束的北京冬奧會上，綠色環保的氫能源便“大顯身手”，不僅主火炬燃燒使用的是氫能，就連賽場上的客車使用的也是氫燃料電池。

據張家口氫能與可再生能源研究院公布的數據顯示，2022北京冬奧會張家口賽區投入氫燃料電池汽車710輛，其中核心的崇禮賽區為623輛。整個冬奧期間，共有1200多輛氫燃料電池車運行，在奧運史上是數量最多，同時也是服務于寒冷的冬季奧運會中數量最多的。

氫能研究院執行院長、清華大學副教授王賀武曾對氫能的大面積使用做過解讀：理想狀態下，1公斤氫氣能替代約5升柴油的消耗量，約減少15公斤的二氧化碳排放。與柴油、汽油等傳統燃料相比，氫氣杜絕了顆粒物、氮氧化物等污染物的排放。對于碳排放的減少，雖然短期內看不到效果，在長期看來，對于減輕溫室效應有不小影響。

“其實，在2008年北京奧運會和2010年上海世博會期間，氫燃料電池車就已經開始‘上崗’?！睆垊P告訴記者，2021年，日本科研人員將氫燃料電池車的世界紀錄提高到了1000公里，氫罐可以儲存5.6 kg氫氣，加氫時間僅需5分鐘。

綠色環保，奈何制備成本太高

綠色環保新能源氫能并不是奧運會的“專屬”。“氫能真的不‘輕’，在航天領域里使用，它甚至能‘推動’火箭的發射。”張凱告訴記者，我國的航天工作者在上世紀六十年代就已經開始探索，在火箭燃料中使用氫能?！昂教烊剂现?，液氫和液氧是重要組成部分，燃燒時不僅環保，而且推力大，對于火箭發射來說是很好的推進劑?！?/p>

在我們的日常生活中，氫能也開始逐漸“落地”?！芭e個例子，在工業生產中，氫就是一種必不可少的原料。在農業、美容養生等多個領域，氫能起到了重要作用?！睆垊P告訴記者，我國的氫能源目前更多的還是從化石原料中提取，存在高成本高能耗、技術瓶頸、缺乏可持續發展模式這三大“難關”。但氫能源的使用之“最”，還是吸引著科研人員前赴后繼進行探索。張凱向記者展示了一組數據：作為宇宙中分布最廣的物質，氫具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源，資源豐富，可持續發展。

降低成本后，氫燃料電池車或將普及

此次河北大學科研人員的最新研究發現，便是在氫能的制備效率上有了突破。河北大學物理學院研究員李亞光團隊最新在《自然通訊》上發表的一項研究成果顯示，通過構建新型光熱系統，6㎡正常光照面積日均產氫量可以達到23.27m3，有望實現規?；彝怅柟怛寗蛹状贾卣茪?。

“科研人員搭建的新型光熱系統，提高制備氫能效率的關鍵便在于一種特殊的膜?！睆垊P拿讀者們最熟悉的太陽能熱水器做了一個類比，“普通的太陽能集熱管中，太陽光透過玻璃管被熱水管外壁所涂的黑色薄膜吸收，進而轉化為熱量，但黑色薄膜自身還會在近紅外波段發出長波輻射，導致所吸收的太陽能部分損失“。在這個新型的光熱系統里，這張特殊的膜可以高效吸收太陽能并將其轉化為熱量，同時其近紅外波段的輻射能力顯著降低，從而大大提升了太陽能的轉化利用，使系統在較低輻照下達到了很高的溫度，加速了甲醇和水的裂解，實現了氫能源的高效制備。根據已經公開的數據，這種新型光熱系統制備氫能的效率，是目前文獻報道的光催化產氫效率的 6 倍。”

這樣的畫面完全可以暢想，未來的“加油站”即將升級成“加氫站”，市民開著氫燃料電池車進入“加氫站”，為新能源汽車的氫能高壓氣罐加滿氫能源，一腳油門，再次上路?！澳壳埃覈目蒲泄ぷ髡吆筒糠制囍圃炱髽I已經在氫燃料電池的研發上下了‘苦功’，未來，我們還要克服氫能制備的成本問題，成本一旦降低，氫燃料電池車真的有望走入尋常人家。”張凱說。

揚子晚報/紫牛新聞記者  楊甜子

校對 徐珩