人類目前使用氫燃料還有什麼難關沒有攻克？

關於「氫」，我們第一次接觸到的應該是孩兒時玩的氫氣球或者是學校裡面的實驗室，在日常生活中接觸最多的應該是「氫氣焊」。氫能是一種二次能源，它是通過一定的方法利用其它能源製取的，而不像煤、石油、天然氣可以直接開採。氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能應用自200年前就產生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能研究。

21世紀，我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發展規劃，並且目前我國已在氫能領域取得了多方面的進展，在不久的將來有望成為氫能技術和應用領先的國家之一，也被國際公認為最有可能率先實現氫燃料電池和氫能汽車產業化的國家。時至今日，氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研製液氫發動機以來，相繼研製成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的太空梭已成功使用液氫做燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油，用於鐵路機車或一般汽車的研製也十分活躍。

雖然水可以製造氫氣，但提取成本高，設備要求高，大量製造有困難而且保存起來也麻煩。目前世界各國正在研究如何能大量而廉價的生產氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向，在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣，關鍵在於找到一種合適的催化劑。隨著太陽能研究和利用的發展，人們已開始利用陽光分解水來製取氫氣。在水中放入催化劑，在陽光照射下，催化劑便能激發光化學反應，把水分解成氫和氧。研究人員正在致力這方面的潛心研究。比如二氧化鈦和某些含釕的化合物，就是較適用的光水解催化劑。人們預計，一旦當更有效的催化劑問世時，水中取「火」——制氫就成為可能，到那時，人們只要在汽車、飛機等油箱中裝滿水，再加入光水解催化劑，那麼，在陽光照射下，水便能不斷地分解出氫，成為發動機的能源。如今世界上有50多個實驗室在進行研究，但至今尚未有重大突破。（今日頭條.悟空問答/志搏雲天）

在大自然中，氫的分布很廣泛。水就是氫的大「倉庫」，其中含有11%的氫。泥土裡約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是「取之不盡、用之不竭」的能源。

氫燃料的熱值高，可從水中通過分解反應分解出來，含量相當大，為啥人類至今普遍使用氫燃料？

簡單一句話，現階段要利用水電離出氫氣，再分離、儲存，成本太高，所以無法普及。

氫氣作為氫動力汽車主要動力來源，其製造和儲存的成本一直居高不下，根本原因在於需要重建整個能源供應系統。

現今雖然制氫技術所需催化劑方面有了很大進展，但單點突破並沒有太大作用，畢竟離燃料電池驅動的氫動力汽車商業化還很遙遠。再說，這種科研成果商業轉化率不到10%的可行性。

就算這種催化劑能夠商用，按文中所講接近鉑炭催化劑的價格，那也在60元/克左右（目前含Pt20%的鉑炭催化劑的市場價格）。即便按照每輛轎車的燃料電池降低到用50g催化劑來算，也得3000元，還是太高了。要知道，燃料電池中催化劑只佔到總成本的10%以下，PEM才是成本的大頭。

從燃料電池的核心材料PEM交換膜來說，國內迄今為止最常用的質子交換膜（PEMFC）仍然用的是美國杜邦公司的Nafion質子交換膜，雖然Nafion質子交換膜的價格比幾年前降了很多，但是仍然在600美元/平方米左右，換算過來，相當於120美元/千瓦。在燃料電池系統中，膜的成本佔到總成本的20~30%左右。按照每輛車最低要求的30千瓦算，總成本就達到了12000美元左右。這還是燃料電池的成本。

按照行業現狀，整套燃料電池電堆的價格，在20~30萬元左右。而輔助部分的無油壓縮機，因為全靠進口（還有一定的技術封鎖），貴的更在40~50萬元，整輛氫動力汽車光成本就已經超過傳統燃油車的好幾倍。

使用氫燃料的燃料電池車的技術難關基本被攻克，或者只要有商業激勵，很快就能被攻克，技術已經不是障礙，最大的障礙是商業可行性。

商業可行性的第一個難關是車和燃料加註站之間的先有蛋還是先走雞的難題。和充電站不一樣，氫燃料加註站的投資很大，沒有足夠的氫燃料電池車的保有量，氫燃料加註站將面臨長期巨額虧損而商業不可行，要減虧，氫燃料零售價格將極其高昂，又抑制了氫燃料電池車的普及。

氫燃料加註站數量不足，也是氫燃料電池車普及的巨大障礙，和汽油柴油車相比，氫燃料電池車仍然有里程焦慮，續航不如汽油柴油車，這就導致了氫燃料電池車是否具有可行性的問題。

氫燃料電池車和充電電池車，哪個更有前途，歸根到底，是能量用充電電池存儲合理，還是用氫存儲合理，馬斯克認為，把電轉換為氫是多此一舉，誰知道呢？

其實已經發現很好的催化劑了，但要用到鉑金屬，這就使水制氫昂貴了許多，別的替代品效率就差還複雜，估計真要找到便宜又高效的催化劑要不短的時間，但我覺的也許是科學家思路錯了，鉑金屬昂貴是因為地球上的鉑金屬含量少，而如果人類可以開發小行星的話，鉑金屬就不再虛缺，那時氫燃料大規模應用就是可行的了。

用氫儲存電能基本是脫褲子放屁，多此一舉，能效低下，不如直接把電充到電池效率高。而且液氫儲存運輸代價高昂且不安全，一但出事故爆炸，破壞力巨大，不能推廣使用，在城市內應該禁用。所以氫動力車和電動車相比使用成本高，危險性大，只能是一相情願的妄想，沒有使用和推廣價值。

利用發電站低峰時間的電水解制氫，再供給燃料電池發電有很高的效率，而且副產品是水，沒有環境污染，然而燃料電池的質子交換膜很貴，故至今難於普及。