在上海世博園區(qū)內(nèi)外,，一些加氫站已經(jīng)建成,，它們是為服務(wù)世博會的氫燃料汽車服務(wù)的,。眾所周知,，氫燃料是一種高效的清潔能源,，它的原料是水，燃燒后的產(chǎn)物也是水,。然而,，令能源公司頭疼的是氫燃料的生產(chǎn)成本極為昂貴,，因此科學(xué)家們想各種方法來降低氫能源的生產(chǎn)成本。
獲得氫燃料的方法有很多種,，比如分解水,、裂解石油和煤、分解植物等,，但是最環(huán)保而且最可持續(xù)的方法還是電解水,，因為水作為氫能源的原料是可以循環(huán)利用的。能源公司從大自然中獲取水分解成氫燃料,，氫燃料燃燒后變成水回到大自然,。更妙的是，用水分解獲得氫燃料不但不會產(chǎn)生污染物,，而且會生成氧氣這種很好的工業(yè)原料,；而氫燃料燃燒后也不會生成污染物。
然而,，氫燃料不能夠自然獲得,，它也需要用能源分解水才能獲得。這聽起來似乎有些多此一舉,，因為多了一個環(huán)節(jié)就多了能耗,，有了能源直接利用不是更合算嗎？為何要制造氫燃料呢,？這是因為一些特殊場合（比如奧運(yùn)會,、世博會、大城市）的人口流量大,，氫能源可以保障這些場合小環(huán)境的大氣潔凈度,，可以有效地保障人口密集區(qū)域的人們的身體健康。氫作為二次能源有很突出的優(yōu)點,，比如,，壓縮的氫燃料體積小，重量輕,，燃燒值高,，便于儲存和運(yùn)輸。
美國的研究人員提出一種新的設(shè)想,，利用病毒制造氫能源,，能夠降低生產(chǎn)成本。
新設(shè)想的提出者是美國女科學(xué)家安琪拉·貝爾徹（AngelaBelcher）,，她在麻省理工學(xué)院從事材料化學(xué)方面的研究,。她領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊模擬植物利用太陽光分解水制造自身生長所需能源的原理，對一種病毒進(jìn)行了基因改造,，同時將其作為生物支架,，將一些納米組件搭建在一起，最終把水分子分解成了氫原子和氧原子,，也就獲得了我們所需要的氫燃料,。
既然氫能源被稱為清潔能源，如果用傳統(tǒng)能源（如石油,、火電）來生產(chǎn),，這些能源本身會釋放污染物，它們所生產(chǎn)的氫能源就不能算是綠色清潔能源,。
因此,，獲得氫能源的最好方法還是用綠色能源（如太陽能、風(fēng)能等）來分解水,。目前,，用得比較多的是用太陽能電池板產(chǎn)生的電力來分解水。然而,，太陽能電池板本身造價很高,。貝爾徹表示，如果利用一些經(jīng)過基因改造的病毒來分解水,，就減少了不少中間環(huán)節(jié),，制造成本可以大大降低。
研究人員選取的病毒名為M13,，這是從一種細(xì)菌中提取的病毒,，對人體健康沒有影響。研究人員對這種病毒進(jìn)行基因改造后,，再讓它吸附一個催化劑分子氧化銥和一個吸光物質(zhì)鋅卟啉,，吸光物質(zhì)源源不斷地將陽光沿著病毒傳遞。在這樣一個過程中,，病毒充當(dāng)了太陽能的傳輸通道,，可以把太陽能從吸光物質(zhì)傳輸?shù)酱呋瘎Ｔ诖呋瘎┖吞柲艿墓餐饔孟?，水就分解成了氫氣和氧氣,。把氫氣進(jìn)行液化和壓縮，就變成了高效清潔的綠色能源,。
然而,，研究人員在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的氫能生產(chǎn)之后,，傳輸太陽能的病毒“通道”從線狀變成了團(tuán)狀,，就像是一團(tuán)亂麻，自然不能很好地傳輸太陽能了,，氫氣的生產(chǎn)效率大大降低,。研究人員又想了很多辦法來克服這個難題,，最終將這些病毒變成凝膠狀態(tài)封入一個膠囊內(nèi)，因此它們能夠保持原有的狀態(tài),，從而維持了氫能生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和有效性,。
比起太陽能電池板分解氫氣，用病毒制造氫氣的效率提高了4倍,。目前,，從水中分離出的氫被分成質(zhì)子和電子。研究人員正在進(jìn)行第二步攻關(guān),，將這些質(zhì)子和電子變成氫原子或者氫分子,。該研究團(tuán)隊也希望找到更常見、更便宜的物質(zhì)來做催化劑,，替代昂貴而稀少的銥,。有關(guān)專家表示，氫能源最終大規(guī)模生產(chǎn)可能得靠生物方法,，而利用病毒生產(chǎn)氫氣是氫能源領(lǐng)域內(nèi)的重大進(jìn)展,。我們相信，有了如貝爾徹等眾多科學(xué)家的努力,，一個潔凈的氫能源時代即將到來,。
氫能汽車：最清潔的交通工具
以氫氣代替汽油作汽車發(fā)動機(jī)的燃料，已經(jīng)過日本,、美國,、德國等許多汽車公司的試驗，技術(shù)是可行的,，目前主要是廉價氫的來源問題,。氫是一種高效燃料，每公斤氫燃燒所產(chǎn)生的能量為33.6千瓦小時,，幾乎等于汽油燃燒的2.8倍,。氫氣燃燒不僅熱值高，而且火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，點火能量低（容易點著）,，所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20％。并且,，氫燃燒后主要生成物是水,，只有極少的氮氧化物，絕對沒有汽油燃燒時產(chǎn)生的一氧化碳,、二氧化碳和二氧化硫等污染環(huán)境的有害成分,。氫能汽車是最清潔的理想交通工具。
氫能汽車的供氫問題，目前是以金屬氫化物為貯氫材料,，釋放氫氣所需的熱量可由發(fā)動機(jī)冷卻水和尾氣余熱提供?，F(xiàn)在有兩種氫能汽車，一種是全燃?xì)淦?，另一種為氫氣與汽油混燒的摻氫汽車,。摻氫汽車的發(fā)動機(jī)只要稍加改變或不改變，即可提高燃料利用率和減輕尾氣污染,。使用摻氫5％左右的汽車，平均熱效率可提高15％,，節(jié)約汽油30％左右,。因此，近期多使用摻氫汽車,，待氫氣可以大量供應(yīng)后,，再推廣全燃?xì)淦嚒５聡捡Y汽車公司已陸續(xù)推出各種燃?xì)淦?，其中有面包車,、公共汽車、郵政車和小轎車,。以燃?xì)涿姘嚍槔?，使?00公斤鈦鐵合金氫化物為燃料箱，代替65升汽油箱,，可連續(xù)行車130多公里,。德國奔馳公司制造的摻氫汽車，可在高速公路上行駛,，車上使用的儲氫箱也是鈦鐵合金氫化物,。
摻氫汽車的特點是汽油和氫氣的混合燃料能改善整個發(fā)動機(jī)的燃燒狀況。在中國,，許多城市交通擁擠,，汽車發(fā)動機(jī)多處于部分負(fù)荷下運(yùn)行、采用摻氫汽車尤為有利,。特別是有些工業(yè)余氫未能回收利用,，若作為摻氫燃料，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都是可取的,。
