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氫能源技術的新發展

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

美國小布希總統曾經對發展以氫為燃料的汽車寄以厚望。新任總統歐巴馬的能源部長朱棣文，決定削減發展氫燃料電池汽車的經費，但是美國能源部仍然支持氫燃料技術的研究。

以氫做為能源的好處，大家都知道。簡單的說，氫與氧化合後產生水，同時產生能量，這是個不會產生污染物的過程。但是在應用上，以氫當作能源確有瓶頸，關鍵在氫氣的儲存技術。氫是宇宙中最輕的元素，而且單位體積中蘊含的能量不高。因此必須發展體積小、重量輕的容器，使攜帶大量的氫成為方便的事。美國能源部設定的目標是，一個氫儲存瓶就可以讓汽車跑480公里。

以化合物儲存氫，可以提升單位體積中的氫密度（等於提升同一體積中儲存的能量），但是這種化合物不但必須容易釋放儲存在其中的氫，還必須容易補充釋出的氫。也就是說，這種化合物得含氫量高，又收放自如。以電池來比喻，就是容易放電，又容易充電。能夠循環利用的材料，才是經濟又環保的材料，這已經是現代世界的主流思維。

化合物硼氨烷（ammonia borane）是常用的儲氫材料，儲氫量可達重量的20％。但是它有個缺點，氫釋放出來後，必須花費很大的能量才能把氫補充回去。現在，美國能源部的洛斯阿拉莫斯國家實驗室和阿拉巴馬大學的科學家合作，在能源部化學儲氫材料卓越中心，開發出一種硼聚合物（polyborazylene），只需少許能量就能把氫補充進去。這是一個重要的技術突破，利用這種新的化合物，有可能解決硼氨烷的問題。

美國能源部設了3個卓越中心，都與氫燃料有關。這3個卓越中心都積極與國家實驗室及其他研究單位合作，專門開發氫能源技術。這種促進合作的研發機制，在本世紀會越來越重要。

資料來源

《科學發展》2009年10月，442期，78 ~ 82頁

源(11) 硼聚合物(1)

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