氢燃料电池的崛起，预示着氢能将成为未来的主要能源

当谈到寻找替代化石燃料的能源时，其实我们并不缺乏选择。太阳能、风能、乙醇和生物燃料通常是替代以石油为基础的内燃机和燃煤发电厂的最广泛的竞争者。

而氢能作为一种有希望的石油替代能源，目前已脱颖而出。尽管，氢作为一种可以广泛使用的燃料源，但将其用以驱动汽车和发电则是一个相对较新的概念。可能很多人不知道，氢燃料电池实际上比19世纪中期发明的内燃机还早了20年。

既然，这项技术最基本的形式已经存在了近150年，为什么现在才是它崭露头角的时代呢？

为什么是氢？

氢是宇宙中最丰富的元素，因此，理论上人类是不可能将其消耗殆尽的。根据一份研究报告称，目前的石油资源肯定是可以满足全球需求，但许多能源专家预测，全球石油供应将在60年内枯竭。

地球现在拥有70多亿人口，人口的增长带来的不可避免的能源短缺，直至耗尽世界的石油供应。同时，经济的增长也离不开能源的助力，所以必须迅速引进替代能源。另一方面，燃烧这么多化石燃料，也意味着在这一过程中会对大气层造成巨大负担。而且，我们甚至还没有考虑到从地球上开采原油可能对环境造成的恶果。

相比之下，氢的燃烧是清洁的。氢动力的唯一副产品是水和热，它们都可以通过回收再利用。这实际上意味着，可以将一个消耗能源的过程转变为一个产生能量的过程。

然而，氢并不像石油和天然气那样是一种现成的能源。相反，它是一种储存能源的手段，因为地球上没有足够的纯氢来为整个能源经济提供燃料。而且，要获得可用的燃料形式的氢是需要消耗能量的。

氢可以通过电解过程从水的氧分子中分离出来，也可以通过将氢从化石燃料中的碳氢链中分离出来，但这一过程本身就会产生温室气体排放。

氢将如何产生可用的能量呢？

氢燃料电池技术是一种有效的将氢转化成可用能量的技术。而且，氢燃料电池不同于以石油为基础的内燃机，它不依靠热量和动力来产生能量。

有一种形象的描述，燃料电池是由一堆“阳极、阴极和其它高科技材料的三明治”组成的。它的基本工作原理是：液氢燃料进入阳极周围，在那里附着在氢上的电子与原子本身分离。燃料电池中的电解质允许氢质子通过，但不允许电子通过。当氢原子到达燃料电池的另一边，阴极，它与氧结合，产生电能，副产品是热和水蒸气。

氢燃料电池其实就是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。而且，氢燃料电池发电不受卡诺循环的限制，理论上，它的发电效率可达到85%～90%。

氢的缺点是什么？

虽然，一些国家、地区和城市已经采取了一些措施，来建设氢燃料加注基础设施。但是，就算与新能源充电站的数量相比，也可谓是凤毛麟角。相信很多人可能都从未见过提供氢燃料的加注设施或站点。

另一方面，就算你最近经常去各品牌的汽车经销店，也是满眼的普通汽油发动机、柴油发动机、混合动力和纯电动力的汽车。氢燃料电池汽车在哪里？反正目前我是没见过。

这就是实施新能源技术的最大障碍之一：能源生产商和经销商需要基础设施来满足他们的燃料需求。但是，如果没有基础设施的支持，这种需求就不可能真正存在。这就像是“鸡和蛋”的问题，但不同的是，解决方案可能需要耗资上百亿之巨！

氢燃料的另一个显著缺点是，尽管氢燃料储量丰富，但储存起来却很困难，成本也很高。在正常的室温下，氢以气体的形式存在。要使氢变成可以储存、运输并最终用作燃料的液体形态，就需要-253摄氏度的温度。而保持氢燃料的低温状态则需要特殊的容器，坚固而昂贵。

目前，氢燃料电池汽车对于普通消费者来说还是太贵、使用太不方便。虽然，氢燃料极具前景，而且也越来越受到能源企业和汽车制造商的极大关注和投资，但时机尚未成熟。所以，氢可能是未来的燃料来源，但是明天，你可能仍然需要给你的爱车加注古老的化石燃料——汽油。