在上海世博园区内外，一些加氢站已经建成，它们是为服务世博会的氢燃料汽车服务的。众所周知，氢燃料是一种高效的清洁能源，它的原料是水，燃烧后的产物也是水。然而，令能源公司头疼的是氢燃料的生产成本极为昂贵，因此科学家们想各种方法来降低氢能源的生产成本。
获得氢燃料的方法有很多种，比如分解水、裂解石油和煤、分解植物等，但是最环保而且最可持续的方法还是电解水，因为水作为氢能源的原料是可以循环利用的。能源公司从大自然中获取水分解成氢燃料，氢燃料燃烧后变成水回到大自然。更妙的是，用水分解获得氢燃料不但不会产生污染物，而且会生成氧气这种很好的工业原料；而氢燃料燃烧后也不会生成污染物。
然而，氢燃料不能够自然获得，它也需要用能源分解水才能获得。这听起来似乎有些多此一举，因为多了一个环节就多了能耗，有了能源直接利用不是更合算吗？为何要制造氢燃料呢？这是因为一些特殊场合（比如奥运会、世博会、大城市）的人口流量大，氢能源可以保障这些场合小环境的大气洁净度，可以有效地保障人口密集区域的人们的身体健康。氢作为二次能源有很突出的优点，比如，压缩的氢燃料体积小，重量轻，燃烧值高，便于储存和运输。
美国的研究人员提出一种新的设想，利用病毒制造氢能源，能够降低生产成本。
新设想的提出者是美国女科学家安琪拉·贝尔彻（AngelaBelcher），她在麻省理工学院从事材料化学方面的研究。她领导的研究团队模拟植物利用太阳光分解水制造自身生长所需能源的原理，对一种病毒进行了基因改造，同时将其作为生物支架，将一些纳米组件搭建在一起，最终把水分子分解成了氢原子和氧原子，也就获得了我们所需要的氢燃料。
既然氢能源被称为清洁能源，如果用传统能源（如石油、火电）来生产，这些能源本身会释放污染物，它们所生产的氢能源就不能算是绿色清洁能源。
因此，获得氢能源的最好方法还是用绿色能源（如太阳能、风能等）来分解水。目前，用得比较多的是用太阳能电池板产生的电力来分解水。然而，太阳能电池板本身造价很高。贝尔彻表示，如果利用一些经过基因改造的病毒来分解水，就减少了不少中间环节，制造成本可以大大降低。
研究人员选取的病毒名为M13，这是从一种细菌中提取的病毒，对人体健康没有影响。研究人员对这种病毒进行基因改造后，再让它吸附一个催化剂分子氧化铱和一个吸光物质锌卟啉，吸光物质源源不断地将阳光沿着病毒传递。在这样一个过程中，病毒充当了太阳能的传输通道，可以把太阳能从吸光物质传输到催化剂。在催化剂和太阳能的共同作用下，水就分解成了氢气和氧气。把氢气进行液化和压缩，就变成了高效清洁的绿色能源。
然而，研究人员在实验过程中发现，经过一段时间的氢能生产之后，传输太阳能的病毒“通道”从线状变成了团状，就像是一团乱麻，自然不能很好地传输太阳能了，氢气的生产效率大大降低。研究人员又想了很多办法来克服这个难题，最终将这些病毒变成凝胶状态封入一个胶囊内，因此它们能够保持原有的状态，从而维持了氢能生产过程中的稳定性和有效性。
比起太阳能电池板分解氢气，用病毒制造氢气的效率提高了4倍。目前，从水中分离出的氢被分成质子和电子。研究人员正在进行第二步攻关，将这些质子和电子变成氢原子或者氢分子。该研究团队也希望找到更常见、更便宜的物质来做催化剂，替代昂贵而稀少的铱。有关专家表示，氢能源最终大规模生产可能得靠生物方法，而利用病毒生产氢气是氢能源领域内的重大进展。我们相信，有了如贝尔彻等众多科学家的努力，一个洁净的氢能源时代即将到来。
氢能汽车：最清洁的交通工具
以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经过日本、美国、德国等许多汽车公司的试验，技术是可行的，目前主要是廉价氢的来源问题。氢是一种高效燃料，每公斤氢燃烧所产生的能量为33.6千瓦小时，几乎等于汽油燃烧的2.8倍。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20％。并且，氢燃烧后主要生成物是水，只有极少的氮氧化物，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染环境的有害成分。氢能汽车是最清洁的理想交通工具。
氢能汽车的供氢问题，目前是以金属氢化物为贮氢材料，释放氢气所需的热量可由发动机冷却水和尾气余热提供。现在有两种氢能汽车，一种是全燃氢汽车，另一种为氢气与汽油混烧的掺氢汽车。掺氢汽车的发动机只要稍加改变或不改变，即可提高燃料利用率和减轻尾气污染。使用掺氢5％左右的汽车，平均热效率可提高15％，节约汽油30％左右。因此，近期多使用掺氢汽车，待氢气可以大量供应后，再推广全燃氢汽车。德国奔驰汽车公司已陆续推出各种燃氢汽车，其中有面包车、公共汽车、邮政车和小轿车。以燃氢面包车为例，使用200公斤钛铁合金氢化物为燃料箱，代替65升汽油箱，可连续行车130多公里。德国奔驰公司制造的掺氢汽车，可在高速公路上行驶，车上使用的储氢箱也是钛铁合金氢化物。
掺氢汽车的特点是汽油和氢气的混合燃料能改善整个发动机的燃烧状况。在中国，许多城市交通拥挤，汽车发动机多处于部分负荷下运行、采用掺氢汽车尤为有利。特别是有些工业余氢未能回收利用，若作为掺氢燃料，其经济效益和环境效益都是可取的。一文
氢能：未来能源之星
氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。作为能源，氢有以下特点：
（l）所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。
（2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
（4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142.351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
（5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点低，燃烧速度快。
（6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
（7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的装备稍加改装即可使用。
（8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
由以上特点可以看出，氢是一种理想的新的清洁能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模商业应用还有待解决以下关键问题：
廉价的制氢技术。因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。
安全可靠的贮氢和输氢方法。由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。任伍
氢能包管生活百事
随着制氢技术的发展和化石能源的缺少，氢能利用迟早将进入家庭，首先是发达的大城市，它可以像输送城市煤气一样，通过氢气管道送往千家万户。每个用户则采用金属氢化物贮罐将氢气贮存，然后分别接通厨房灶具、浴室、氢气冰箱、空调机等等，并且在车库内与汽车充氢设备连接。人们的生活靠一条氢能管道，可以代替煤气、暖气甚至电力管线，连汽车的加油站也省掉了。这样清洁方便的氢能系统，将给人们创造舒适的生活环境，减轻许多繁杂事务。
作者：
2010-5-4