氫能源，想說(shuō)愛(ài)你不容易

星辰月

有問(wèn)題也要飛

火箭要上天，離不開(kāi)燃料。而在所有的燃料組合中，液氫和液氧真是讓人們又愛(ài)又恨。

液氫和液氧的組合能為火箭提供強(qiáng)大的動(dòng)力，足以將火箭順利地送入太空，而且燃燒之后的產(chǎn)物是水，干凈無(wú)污染。但是，液氫在-253℃就會(huì)沸騰變成氫氣；而液氧的沸點(diǎn)為-183℃，凝固點(diǎn)為-223℃。由此，一系列問(wèn)題產(chǎn)生了。

只有克服了這三道難關(guān)的火箭，才能使用液氫和液氧作為燃料。

別急，問(wèn)題還沒(méi)完。液氫還有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是密度太小。1立方米的液氫只有70.85千克，而1立方米的水有1000千克。密度小就意味著要攜帶同樣重量的液氫，需要更大體積的罐子。因此，使用液氫和液氧作為燃料的火箭幾乎都是大胖子，比如大名鼎鼎的長(zhǎng)征5號(hào)——俗稱(chēng)“胖5”。

雖好但不劃算

前面提到過(guò)，氫和氧的燃燒只會(huì)產(chǎn)生水，而且氫在海水中廣泛存在，因此氫被視為清潔能源中的“香餑餑”。然而，這個(gè)“餑餑”雖然香，想吃進(jìn)嘴里卻不容易，原因就是，從水中制備氫，在目前的技術(shù)下，太不劃算了。

目前，從水中制備氫的方法主要有電解水和超高溫加熱兩種辦法，但這兩種辦法都要耗費(fèi)大量的化石燃料來(lái)提供電力或超高溫，有點(diǎn)本末倒置了。還有一種方法是利用催化劑，依靠陽(yáng)光來(lái)將水分解成氫和氧。但目前還沒(méi)有找到便宜又適用的催化劑。

正是因?yàn)槿绱耍m然有的國(guó)家在積極研究利用氫能源的辦法，并取得了一定的成果，但如果“制造氫”這個(gè)源頭問(wèn)題一直無(wú)法解決，那么利用的辦法再高科技、再環(huán)保，也只能是空中樓閣。

難以掌控的力量

質(zhì)量較小的原子，例如氫的同位素氘和氚的原子，在極高溫度和壓力下，相互吸引、碰撞，進(jìn)而聚合在一起生成新的原子核，就是核聚變，這個(gè)過(guò)程會(huì)釋放出非常巨大的能量。我們頭上的太陽(yáng)就無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行著核聚變。

這個(gè)過(guò)程看上去簡(jiǎn)單，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，卻是暫時(shí)還無(wú)法掌控的力量。如今，我們已經(jīng)可以制造核聚變，例如人類(lèi)威力最強(qiáng)大的武器氫彈利用的就是核聚變的力量。但是，如何將核聚變的能量約束在可控制的范圍內(nèi)，如何讓它成為高效又安全的能源為人類(lèi)所用，依然是一道跨不過(guò)去的高墻。

試想一下，一旦可控核聚變研究成功，那么海水中取之不盡的氫就都能作為核聚變的原材料，能源將取之不盡，所謂的“能源危機(jī)”將就此成為歷史名詞。