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     氫是宇宙中最豐富的元素。它雖然不可在地球上單獨(dú)存在，但可以從多種資源中提取。氫能利用有著美好的將來(lái)。未來(lái)的氫能具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如具有可持續(xù)性——人類不必?fù)?dān)心氫能資源的枯歇；能夠增加能源使用的安全性；能夠減少空氣污染和減少溫室氣體的排放等等。氫能的使用為人類開(kāi)拓了新的能源供給。然而，要充分體現(xiàn)氫能利用的這些優(yōu)點(diǎn)，首先要用潔凈的、高效的并且人類能夠支付得起的方法來(lái)制取。而且，應(yīng)該取自本地容易獲得的可再生能源。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，氫能具有減少人類對(duì)來(lái)自國(guó)以外的石油的依賴的潛力，它還可望減少人類在運(yùn)輸方面排放的碳和污染。美國(guó)能源部（DOE）對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)的氫能生產(chǎn)成本作出如下規(guī)定，即生產(chǎn)相當(dāng)于每加侖汽油能量的氫燃料成本為2～3美元。

     開(kāi)發(fā)性價(jià)比優(yōu)良的氫能技術(shù)的關(guān)健挑戰(zhàn)是如何降低氫的生產(chǎn)成本、運(yùn)輸和儲(chǔ)存氫能的費(fèi)用以及燃料電池的價(jià)格。氫能系統(tǒng)還需要一些有效的安全指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。這不僅確保這些氫能系統(tǒng)安全，而且還為將來(lái)的氫能交通工具和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

     盡管這些挑戰(zhàn)關(guān)系重大，但它們并不是不可跨越的。美國(guó)能源部（DOE）在www.eere.energy.gov/nydrognandfuelecfls/mypp/index.ntme 登載的有關(guān)氫能、燃料電池及基礎(chǔ)設(shè)施的研究、開(kāi)發(fā)及成果示范計(jì)劃一文中概括地總結(jié)了他們?cè)诳朔@些挑戰(zhàn)中所作的努力。

      用蒸汽來(lái)改造天然氣是目前生產(chǎn)可再生氫燃料最經(jīng)濟(jì)的方法。但這個(gè)方法加重了我們對(duì)石油燃料的依賴，并且將會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的溫室氣體。然而，這個(gè)方法也給我們帶來(lái)了某些好處。取自于本國(guó)天然氣的氫燃料能夠減少我們對(duì)自國(guó)外進(jìn)口石油的信賴，采用這個(gè)方法還可以促進(jìn)本國(guó)氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，促使燃料電池汽車投入使用。

      目前美國(guó)能源部的國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREC）正在跟進(jìn)好幾種可再生替代能源，其中包括裂解生物質(zhì)并將其產(chǎn)品改造為氫。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的研究人員也正在探索使用廉價(jià)的太陽(yáng)能、風(fēng)能和其他可再生能源技術(shù)來(lái)電解水，從而產(chǎn)生氫。另外，他們正在研究使用光化學(xué)和光生物學(xué)的方法直接生產(chǎn)氫。

      光化學(xué)的方法是將一個(gè)光電池單體與一個(gè)電離器單體結(jié)合在一起，這樣光能的吸收就可以直接激發(fā)水分子在電解過(guò)程中分裂。因?yàn)樵谶@樣的結(jié)論中水光電池與電解過(guò)程共用一個(gè)陽(yáng)極，陰極和所有電解元件，所以這個(gè)方法勢(shì)必比使用其他分離的步驟來(lái)產(chǎn)生電力具有高得多的效率。

      光生物的方法是利用某些微有機(jī)體—例如綠藻，具有從水中分離出氫的自然特性來(lái)獲取氫。在某些情況下，這種方法不必耗費(fèi)外加的能量。研究人員已經(jīng)研究出這些微有機(jī)體的新的基因形式，這些微有機(jī)物在這些基因形式下可以伴隨著氧而持續(xù)地產(chǎn)生氫。現(xiàn)在已可以建立一個(gè)系統(tǒng)人微有獲取氫。這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用代謝（脫硫）的方法使藻類在光會(huì)作用下的成長(zhǎng)過(guò)程與產(chǎn)生氫氣的狀態(tài)之間不斷轉(zhuǎn)換和循環(huán)，從而提取此過(guò)程中產(chǎn)生的氫。

      總的來(lái)說(shuō)，氫燃料電池將能改革我們目前的供能方式，為我們提供潔凈的、更有效的方法來(lái)燃燒石油燃料。然而，在這條道路上我們?nèi)孕钁?zhàn)勝許多挑戰(zhàn)，才能使氫燃料電池在商業(yè)市場(chǎng)中具有與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)的能力。