氢能作为一种环保绿色新能源，越来越获得市场的认可。然而，氢气的制备和储存都还有着较大的探索空间。日前，我国科研人员的一项研究公开发布，通过搭建新型光热系统，让氢能的制备效率提高了6倍。未来的我们，也许还能开着氢能源私家车驶上高速公路。
扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子
大显身手
氢能源既可让载人客车跑起来
也能“推动”火箭发射
很多人概念里的“氢”真的很轻，只要充进气球里，气球就会立刻飘起来。但需要的时候，“氢”也能很“重”，可以让载人客车跑起来。南京航空航天大学能源与动力学院副研究员张凯告诉记者，在北京冬奥会上，绿色环保的氢能源“大显身手”，不仅主火炬燃烧使用的是氢能，就连赛场上的客车使用的也是氢燃料电池。数据显示，2022年北京冬奥会张家口赛区投入氢燃料电池汽车710辆。整个冬奥期间，共有1200多辆氢燃料电池车运行，在奥运史上是数量最多的，同时也是服务于冬季奥运会中数量最多的。
“其实，在2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间，氢燃料电池车就已开始‘上岗’。”张凯告诉记者。
“在航天领域里使用，它甚至能‘推动’火箭的发射。”张凯告诉记者，“航天燃料中，液氢和液氧是重要组成部分，不仅环保，而且推力大，对于火箭发射来说是很好的推进剂。”
在我们的日常生活中，氢能也开始逐渐“落地”，“比如，在工业生产中，氢就是一种必不可少的原料。在农业、美容养生等多个领域，氢也能起到重要作用。”
主要特点
绿色环保，但制备成本太高
张凯向记者展示了一组数据：作为宇宙中分布最广的物质，氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，因此它是世界上最干净的能源，资源丰富，可持续发展。氢能研究院执行院长、清华大学副教授王贺武曾对氢能的大面积使用做过解读：理想状态下，1公斤氢气能替代约5升柴油的消耗量，约减少15公斤的二氧化碳排放。与柴油、汽油等传统燃料相比，氢气杜绝了颗粒物、氮氧化物等污染物的排放。长期来看，对于减轻温室效应有不小影响。
不过，张凯告诉记者，我国的氢能源目前更多的还是从化石原料中提取，存在高成本高能耗、技术瓶颈、缺乏可持续发展模式这三大“难关”。
最新研究
搭建新型光热系统
氢能源制备效率提高6倍！
此次河北大学科研人员的最新研究发现，便是在氢能的制备效率上有了突破。河北大学物理学院研究员李亚光团队最新在《自然通讯》上发表的一项研究成果显示，通过构建新型光热系统，6㎡正常光照面积日均产氢量可以达到23.27m3，有望实现规模化室外阳光驱动甲醇重整制氢。
“科研人员搭建的新型光热系统，提高制备氢能效率的关键便在于一种特殊的膜。”张凯拿读者们最熟悉的太阳能热水器做了一个类比，“普通的太阳能集热管中，太阳光透过玻璃管被热水管外壁所涂的黑色薄膜吸收，进而转化为热量，但黑色薄膜自身还会在近红外波段发出长波辐射，导致所吸收的太阳能部分损失。”
在这个新型的光热系统里，这张特殊的膜可以高效吸收太阳能并将其转化为热量，同时其近红外波段的辐射能力显著降低，从而大大提升了太阳能的转化利用，使系统在较低辐照下达到了很高的温度，加速了甲醇和水的裂解，实现了氢能源的高效制备。
根据已经公开的数据，这种新型光热系统制备氢能的效率，是目前文献报道的光催化产氢效率的6倍。
展望未来
降低成本后，氢燃料电池车或将普及
这样的画面完全可以畅想，未来的“加油站”即将升级成“加氢站”，市民开着氢燃料电池车进入“加氢站”，为新能源汽车的氢能高压气罐加满氢能源，一脚油门，再次上路。
“目前，我国的科研工作者和部分汽车制造企业已经在氢燃料电池的研发上下了‘苦功’，未来，我们还要克服氢能制备的成本问题，成本一旦降低，氢燃料电池车真的有望走入寻常人家。”张凯说。
