氫能源發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用實(shí)際要比電能還要早，氫能源作為現(xiàn)今各國(guó)都在研究的技術(shù)，他有著清潔、能量密度高、排放低、應(yīng)用無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。但是經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，氫能源的利用卻并沒(méi)有得到大規(guī)模發(fā)展，且面臨著諸多技術(shù)難題。
為什么氫能源沒(méi)有得到大規(guī)模應(yīng)用？
首先，氫能源并不是自然界原本存在的物質(zhì)，而是要經(jīng)過(guò)其他物質(zhì)例如水、氫化物等物質(zhì)進(jìn)行分解獲取。此過(guò)程能量消耗非常大，自然界存在的化石資源以及大量的水。這種越是穩(wěn)定的物質(zhì)分解需要的能量就越大，這樣才能夠打破物質(zhì)的化學(xué)鍵來(lái)獲取氫氣。因此制氫成本居高不下。
另一方面氫能源的發(fā)展雖然持續(xù)了幾個(gè)世紀(jì)，但因沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，民用基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展不夠，存在著儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用設(shè)備都沒(méi)有實(shí)際的發(fā)展等問(wèn)題。
那么為什么技術(shù)難題如此之大卻還依然堅(jiān)持研究?
氫能源有著其他能源載體沒(méi)有的天然優(yōu)勢(shì)存在。第一是能量密度高，使用過(guò)程中產(chǎn)生的能量相比其他燃料更多。
第二是使用過(guò)程中幾乎零排放。而排放產(chǎn)生的水又會(huì)循環(huán)進(jìn)入制氫過(guò)程中，真正實(shí)現(xiàn)了零排放。
第三是氫氣自然界儲(chǔ)量非常多，如海水、各種化石資源以及氫化物等等。是取之不竭用之不盡的。
第四是形態(tài)多樣化，包含了氣體氫、液態(tài)氫、各種固態(tài)氫化物等等，能夠多方位的應(yīng)用，適應(yīng)各種技術(shù)領(lǐng)域。
目前制氫技術(shù)主要發(fā)展方向有哪些？
氫氣基本分類(lèi)為四種，“灰氫”、“藍(lán)氫”、“綠氫”以及“紅氫”等等。其中“灰氫”是通過(guò)各種化石資源中獲取到的氫氣。目前各國(guó)發(fā)展“灰氫”生產(chǎn)技術(shù)已逐漸成熟。但并沒(méi)有得到大規(guī)模發(fā)展，因?yàn)橹茪溥^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體。對(duì)生產(chǎn)氫氣而言并不是最理想的生產(chǎn)方法，這也是被稱(chēng)為“灰氫”的主要原因。
目前主要研究方向是“光催化”和“光電催化”。是通過(guò)光能對(duì)水等物質(zhì)進(jìn)行催化分解以此來(lái)獲取氫氣。此技術(shù)效率目前并不算高，需要大量的技術(shù)積累和成本降低的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。而且“光電催化”這一項(xiàng)技術(shù)需要的電能是非常大的，因此這項(xiàng)技術(shù)需要招投標(biāo)電價(jià)足夠低才能夠?qū)崿F(xiàn)。等到風(fēng)電、光伏電能價(jià)格降到足夠低時(shí)制氫成本才能夠降下來(lái)，可以作為一種能源儲(chǔ)存技術(shù)得到應(yīng)用。
氫能源應(yīng)用難題是什么？
如此上所述，制氫成本非常高之外，氫氣的運(yùn)輸、儲(chǔ)存也成為了技術(shù)難題之一。這要體現(xiàn)在氫氣化學(xué)性質(zhì)非?；顫娗乙装l(fā)生反應(yīng)，這讓氫氣擁有了易泄露、易反應(yīng)、易擴(kuò)散等性質(zhì)。因此運(yùn)輸過(guò)程中安全問(wèn)題也是非常需要關(guān)注的，氫氣密度非常小且輕，因此如果需要大規(guī)模運(yùn)輸氫氣，就需要對(duì)氫氣進(jìn)行加壓處理，或者降低溫度至-253℃作為液態(tài)氫進(jìn)行運(yùn)輸，而加壓后的氫氣危險(xiǎn)性又會(huì)提高。而民用基礎(chǔ)設(shè)施主要針對(duì)是液化石油居多，氫氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存設(shè)施發(fā)展并不完善，需要大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和更新才能實(shí)現(xiàn)。
氫能源應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
氫氣應(yīng)用主要有四個(gè)領(lǐng)域：發(fā)電、供熱、建筑用氫以及交通等。而近段時(shí)間非常關(guān)注的氫能源交通工具氫應(yīng)用卻并不是占比最大的。
對(duì)于短距離轎車(chē)而言，電池技術(shù)成本非常成熟。因此氫能源交通主要體現(xiàn)在長(zhǎng)距離設(shè)備如：大型貨車(chē)、飛機(jī)、輪船等等。而占比最大的用氫領(lǐng)域是建筑用氫，主要用氫制作其他各類(lèi)氫化物質(zhì)、石化以及各種材料的生產(chǎn)等等。
總結(jié)
氫能源作為一個(gè)非常理想的能源載體，各國(guó)也非常注重技術(shù)的研究和發(fā)展。雖然各項(xiàng)技術(shù)難題至今沒(méi)有得到較大成果，但氫能源足夠多的優(yōu)點(diǎn)值得注入更大的研究成本。未來(lái)技術(shù)成熟后，相信氫能源這項(xiàng)技術(shù)定會(huì)得到廣泛應(yīng)用。