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回顧與展望
歷史上記載氫氣的發現始於十六世紀,瑞士煉金術士帕拉切爾蘇斯(Paracelsus)以酸和某些金屬反應製備出氫氣。之後經過兩世紀於1766年,英國化學家加文狄希(Henry
Cavendish)將氫與其他可燃性氣體明確地區分開來,他測定出了氫的密度以及一定量的酸和金屬反應所得到的氫的數量。1776年第一次觀察到氫燃燒生成水。至於氫(hydrogen)這個名稱是1781年由法國化學家拉瓦節所提出的,意思是可以產生水的氣體。用氫氣充填汽球始於1783年,雖然使用氦氣充填載客飛艇具有不可燃的優點,但氫氣至少沿用到第二次世界大戰前。
目前,氫氣是一種重要的化學品,以美國為例,氫氣的年產量超過八百萬噸,主要用來製造氨氣、甲醇、與石化工業中的加氫脫硫與裂解反應。氫氣在太空計劃中亦扮演了重要的角色,根據美國太空總署(NASA)的統計資料顯示,每年有九千噸的氫氣被當作太空梭、火箭的燃料以及太空梭內燃料電池發電系統的反應物,此外,燃料電池所產生的水還可供太空人飲用或盥洗。1970年代由於能源危機導致氫能與再生能源備受重視。1980年代因為氟利昂CFC造成的臭氧層破壞以及二氧化碳過度排放造成的全球溫暖化,使得氣候變遷、冰山融化、海平面上升,因而於蒙特樓議定書管制CFC之使用,於133國認可之聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)明示二氧化碳減量目標在2000年回復1990年標準,2000年以後考慮徵收碳稅(100美元/公噸),已強迫減量,因此氫能這種無污染的再生能源將可能成為二十一世紀的新興能源。
過去與目前的氫氣大多從石化燃料製造而得,氫能是零污染的循環,未來的氫氣將由太陽能分解水而來,同時產生我們無時無刻都需要呼吸的氧氣,經由氫氣儲存及運輸系統將氫氣傳送到所需的地方,再利用燃料電池產生可以運用的電力和純淨的水,如此循環不已的迴路就是「氫能循環」。在此循環當中,氫氣扮演能量儲存及傳送的重要媒介。在氫能循環取代現有的石化原料之「碳循環」以前,我們將循序漸進的步入氫能時代,於不久的將來,將會有很多零污染的燃料電池電動車行駛於街上,取代現有的引擎車,解決都市的空氣污染問題;接著,以氫氣為燃料的燃料電池發電廠及發電機將會逐漸取代現有的發電與輸配電系統,大樓或用戶可以運用燃料電池發電機自行發電,電線竿與電纜線將會成為過去式;同時氫氣的生產方式將會有重大的突破,運用生物科技大量製氫,光電解水製氫與水電解製氫的效率將會提高,取代傳統以石化原料製氫的方式,從此氫能循環將可由碳循環中獨立出來,氫能的時代裡將有很多有關氫氣的經濟活動,氫能的公共設施,氫氣的市場,氫氣的利用技術等。氫能時代的實現,需要靠市場競爭的趨勢和人類對環境保護的重視以及高科技的研發團隊來完成。期望人類的將來將是一個環保與經濟相輔相成的世代也就是所謂的氫能時代。
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