‘壹’ 若将氢气作为能源被广泛应用,目前需要解决哪些问题
毫无疑问，在众多新能源中，氢能是21世纪最理想的能源，无环境污染、燃烧所释放出的高能量、以及制氢原料（水等）丰富。既然如此，为什么现在我们依然使用高污染的石化能源，原因在于目前氢能技术上的不足，主要体现在以下几个方面：
1.制氢环节。想要利用氢能，首先得制造出氢气。目前工业上生产氢气的方法有很多，如煤或焦炭的水煤气法、渣油或重油的部分氧化法、轻烃水蒸气转化法、炼厂富氢气体净化分离法、甲醇为原料蒸汽重整法以及电解水法等。其中以 轻烃水蒸气转化法最为成熟、廉价。但是即便如此想要满足大规模的生产生活的需要，还是远远不够的。而且制氢过程中需要除杂，例如硫，氯等，又增加了成本。（利益至上）
2.储备环节。氢气虽然可以变成液体装在特制的钢瓶里，但是，液态氢的沸点很低，常温下的蒸汽压力又很大，贮存使用很不安全，因而在一般动力设备上很难推广应用。（方便之上）
3.安全环节。静电，火灾。。。。。。（你懂的）。（安全至上）
总而言之，氢能利用的前景是毋庸置疑的，目前许多国家都在做这方面的研究。科学家在水中放入催化剂，在阳光照射下，催化剂便能激发光化学反应，把水分解成氢和氧。例如，二氧化钛和某些含钌的化合物，就是较适用的光水解催化剂。如果能找到更有效的催化剂，相信氢能利用会很快实现。在存储上，有科学家 发现了钛、铌、镁、锆、镧等金属和它们的合金，能像海绵吸水一样将氢贮存起来，形成贮氢金属，而且还可根据需要随时将氢释放出来。【未来总是美好的╮(￣▽ ￣)╭】
‘贰’ 怎么大量廉价制取氢气
利用太阳能从生物质和水中制取氢气。
利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。
‘叁’ 韩国研发低成本耐腐蚀催化剂 可降低电解水制氢的成本
盖世汽车讯推动以氢燃料汽车为代表的氢经济发展的关键是以低成本生产可以发电的氢气。制氢的方法有很多，如捕获副产品氢气、重组化石燃料获取氢气以及电解水制氢。其中，电解水制氢的方法是一种环保的方法，但是其中催化剂的使用是决定其效率和价格竞争力最重要的因素。因为，电解水装置需要使用铂（Pt）催化剂，以加速产氢反应以及提升耐用性。不过，虽然该催化剂的性能很好，但其成本很高，在价格方面不如其他制氢方法有竞争力。
（图片来源：韩国科学技术研究院）
根据电解质在水中的溶解状况，电解水装置也会不同。例如，采用质子交换膜（PEM）的装置，即使采用过渡金属制成的催化剂，而不是昂贵的铂基催化剂，也能够实现高速率的产氢反应。因此，有很多研究都专注于将该技术实现商业化。不过，虽然此类研究专注于实现高反应活性，但是提高此类易在电化学环境中腐蚀的过渡金属耐久性的研究却被忽视了。
据外媒报道，韩国科学技术研究院（KIST）的一个研究小组研发了一种催化剂，由具备长期耐久性的过渡金属制成，可以提高制氢效率，而且还通过克服非铂催化剂的耐久性问题，无需使用到铂。
该研究小组利用喷雾热解工艺，将少量钛（Ti）注入到低成本过渡金属磷化钼（MoP）中。由于钼价格低廉，且易于处理，因而常被用作能量转换和储能设备的催化剂，但是其弱点是容易被氧化，进而腐蚀。
研究人员发现，在催化剂合成过程中，每种材料的电子结构完全得以重构，最终实现了与铂催化剂相同的析氧反应（HER）活性。电子结构的改变解决了高腐蚀性的问题，因此该催化剂比现有的过渡金属基催化剂的耐久性提高了26倍，可加速实现非铂催化剂的商业化。
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‘肆’ 除氢处理的避免和消除的措施
1减少金属中渗氢的数量
在除锈和氧化皮时,尽量采用吹砂除锈,若采用酸洗,需在酸洗液中添加若丁等缓蚀剂;在除油时,采用化学除油、清洗剂或溶剂除油,渗氢量较少,若采用电化学除油,先阴极后阳极;在电镀时,碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。
2采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层
一般认为,在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时,渗入钢件的氢容易残留下来,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,渗氢较少。在满足产品技术条件要求的情况下,可采用不会造成渗氢的涂层,如机械镀锌可以,不会发生氢脆,耐蚀性高,附着力好,厚5～100μm，成本低。
3镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患
若零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力较大,镀前应进行回火处理,减少发生严重渗氢的隐患。
对电镀过程中渗氢较多的零件原则上应尽快去氢,因为镀层中的氢和表层基体金属中的氢在向钢基体内部扩散,其数量随时间的延长而增加。新的国际标准草案规定最好在镀后1h内,但不迟于3h,进行去氢处理。国内也有相应的标准,对电镀锌前、后的去氢处理作了规定。电镀后去氢处理工艺广泛采用加热烘烤,常用的烘烤温度为150～300°C,保温2～24h。具体的处理温度和时间应根据零件大小、强度、镀层性质和电镀时间的长短而定。去氢处理常在烘箱内进行。镀锌零件的去氢处理温度为110～220°C,温度控制的高低应根椐基体材料而定。对于弹性材料、0.5mm以下的薄壁件及机械强度要求较高的钢铁零件,镀锌后必须进行去氢处理。为了防止镉脆,镀镉零件的去氢处理温度不能太高,通常为180～200°C。
‘伍’ 有关氢气的问题
从一篇综述里面摘了一段：
将太阳能转化为氢能可以形成一种良性循环的能源体系。科学家已经描绘出了一种理想的氢能体系：利用太阳能分解水，再通过燃料电池将产生的H2和O 进行电化学反应，产生电能；副产物水又可作为太阳能制氢的原料。整个体系实现了完美的循环，而且对环境没有任何污染。
1．光解水制氢
目前，利用太阳能制氢主要有光解水制氢和氧
化物还原制氢两种方式。
由于水是一种稳定的化合物，其分解是非自发
的，因此利用光能分解水必须要有催化剂的参与。
作为一种很有吸引力的制氢方式，光解水制氢还存
在着一些问题：
(1)可见光的利用。相当多的研究使用以
TiO，ll 18]
、
ZrO2[1 2o]
、SrTiO3乜¨等为主的氧化物催化
剂，但激发光源主要为紫外光，且光解效率不高。为
了能够利用可见光进行光解水，一些研究者采用
CdO 、CdS 等对层状氧化物进行修饰。修饰后
的复合催化剂不仅光催化活性得到提高，而且将其
光谱影响扩大到了可见光范围。另外，Cu，O在可见
光范围内分解水的稳定性很好，并且由于压电现象
的存在而具有机械助催化的性质。
(2)催化剂的光腐蚀。CdS修饰虽然能明显提
高催化剂性能，但由于CdS属于窄禁带半导体材料，具有光腐蚀作用，尤其是对可见光敏感，因此其应用受到了限制。
(3)能量转化效率不高。采用氧化物催化剂产
生光活性电荷的效率往往不高，难以达到足够的电
荷浓度来引发水的分解。这是由于半导体材料在光
的激发下产生的自由电子和空穴很容易进行再复
合，从而使光催化活性下降。一种解决办法是在保
证活性的前提下，增大活性点之间的距离。Liu等
人 采用高比表面的多孔MCM．41分子筛作为载
体，担载ZrO：作为活性物。由于将催化剂高度分
散，降低了光激发电子和空穴再复合的几率，其光催
化效率比未担载的ZrO：提高了2．5倍。另一种办
法是在光解过程中引入电子给体，使之与空穴或者
O：结合，发生不可逆反应，从而保证光活性的电荷
不被消耗。Li等人¨副利用有机废水中的草酸等作
为电子给体进行了实验探索。
(4)逆反应的存在。为降低制氢过程中的过电
势，可将Pt等金属担载于TiO：等氧化物半导体上。
但由于产生的H2和O：很容易在金属Pt上化合，而
且H2和O：生成H2O的反应在常温常压下就能达
到热力学平衡，因此Pt．TiO：催化剂很难直接将纯水
转变为H：和O：。Abe等人 发现，IO，’或I一离子
能够阻碍逆反应的进行，从而保证正反应的顺利进
行。Lee等人 将适量KI加入到KOH碱性水溶液
中，研究了KI和KOH浓度对光解过程的影响，并将
优化后的铂担量定为0．75wt％。
2．氧化物还原制氢
另一种利用太阳能制氢的方法是将金属氧化物
还原，再将金属与水反应产生氢气。金属可以通过
燃烧产生热量，或通过燃料电池和化学电源产生电
能，或通过水分解反应产生氢气，因而是一种很有潜
力的储存和运输能量的方式。然而，经历上述途径
产生能量后，金属都会变成氧化物的形式，需要被重
新还原才能循环使用。传统的还原方式是碳热还原
或电化学还原，耗能较高。而利用太阳能还原则既
能降低能源消耗，又能减少对环境的污染。
采用两步反应的回路模式 ，就可以更好地利
用太阳能来产生氢能，从而减少化石燃料的消耗和
污染物的排放。首先在焦炭和天然气等还原物质的
作用下，利用太阳能产生的热量，通过吸热反应，将
金属氧化物还原到更低的氧化态或是金属；然后再
经历一个放热过程，使低氧化态的金属氧化物或金
属与水反应，产生氢气。副产物金属氧化物作为能
量载体，经回收后参与下一次的还原反应；所产生的氢气中，大部分被储存起来，-d,部分可以用作下一
次循环的还原气，如图4所示。由此，以金属的氧
化．还原反应为桥梁，实现了太阳能到氢能的转化。
‘陆’ 不是说氢气制取成本很高吗为什么卖充气球的会充氢气而不是氦气降低成本。。。难道气球氢气需求量很少，
氢气制造起来是比较贵啦，但是氦气是稀有气体，制起来更麻烦。氢气好歹还有原料呢，He气只能硬从空气中提取微薄的量，所以为了不赔死还是充氢气吧。。
‘柒’ 能源，氢经济
氢经济（英文名称Hydrogen economic）是能源以氢为媒介（储存、运输和转化）的一种未来的经济结构设想，是20世纪70年代提出的。氢是一种清洁能源，燃烧生成水，不会产生任何污染物。将太阳能、风能、水的位能等可再生能源转化成电能，利用电解电池，电解水制氢，通过高效储氢材料常温储存，或经管道输送，其危险性不比天然气更大。利用氢燃料电池发电，取代当前污染环境，不可再生的化石燃料。加强对储氢材料、氢的电解制取和燃料电池的开发力度，大幅度降低其成本，这一合理的氢经济结构的实现，或将为时不远。目标是取代现有的石油经济体系，达到环保可再生可持续发展的目标。
‘捌’ 如何能最好的提取较纯的氢气低成本。
美国科学家研究出一种从植物中提取氢气的新技术。这标志着制取清洁、廉价氢燃料的研究取得了新进展。
美国威斯康星—麦迪逊大学的科学家给从植物中提取的葡萄糖溶液加压并将其加热到200摄氏度，再用一种无机催化剂处理。起催化作用的是大量微小的铂颗粒分布在有许多微孔的氧化铝材料中。它们能把葡萄糖分解成氢气、二氧化碳和甲烷。他们的报告将发表在29日出版的英国《自然》杂志上。
氢气燃烧释放出大量的能量并且只产生水，是一种高效而清洁的燃料。但是氢气不容易制取，用淀粉葡萄糖产生氢气的成本太高，细菌降解生物物质的方法又难以工业化。科学家希望改良这种新技术，用无机催化剂处理植物纤维素里的葡萄糖，因为农业和林业的下脚料如稻草、碎木中都含有大量纤维素，这样无疑将降低氢气的成本。
威斯康星—麦迪逊大学的科学家说，他们的这项新技术离实用还有较远的距离。需要寻找比铂更便宜的催化剂，并改进技术以便处理更多类型的原料，还需要提高化学反应中氢气的产生率。
‘玖’ 怎样制氢气成本最低
卖氢气球的人时直接从厂子买的， 一、水煤气法制氢 用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。 三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。 四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。 五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。 六、酿造工业副产 用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。 七、铁与水蒸气反应制氢 但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。