氢能产业在中国正进入快速发展阶段，在政府的全力支持下，其产业化落地进程不断加快。但怎么样更好的发展本国氢能，需要放眼世界各国的现状与进展，在国际化的角度和高度上进一步借鉴和完善。

  2020年10月9日国务院常务会议通过了《新能源汽车产业高质量发展规划》：2021年起，国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新公交、出租、物流配送等公共领域车辆，新能源汽车比例不低于80%，氢燃料汽车也被纳入新能源汽车“三纵”之列，这对目前热情高涨的氢能产业给予了更多的信心。

  宇宙中最广泛存在的原子就是简单的氢原子，只有带一个质子的原子核和一个围绕原子核运行的电子。但是也正是这种最简单的原子，组成了我们今天世界上所有的东西甚至是你自己。你能见到任何物质，都是由氢通过恒星的热核反应产出的。

  虽然氢在宇宙中遍布存在，但是在地球环境和大气中基本上没有氢气，因为氢气的化学属性导致其十分活动，很容易与氧气发生反应变成水。氢气与氧气的通过燃烧结合时能产生大量的能量，并生成毫无危害的水，这种能量如果能用在汽车上该是多么美好的事情。

  但是，氢气氧气燃烧产生的能量并不好控制，同时效率也并不高。2006年某品牌汽车就推出燃烧氢气的汽车Hydrogen 7，利用液态氢作为燃料，6.0升V12发动机只有能出260匹马力，效率实在是太低。

  随着汽车行业对氢燃料电池的深入研究，能够最终靠燃料堆有控地将氢气与氧气结合，并将结合时产生的电流驱动电动机。这种方式比直接燃烧氢气更有效率，同时也能为电动机的提供充足的电力。但是燃料堆的质造成本却很高昂，经过汽车行业的不懈努力，氢燃料电池的整体成本终于降到消费者可接受的程度。

  给燃料动力电池的负极材料提供一个氢气，正极进行提供大量氧气，然后在正负极相互之间加一层膜。在催化剂的作用下，氢原子外层的电子会游离出来，变成独立电子+氢离子。而那层膜是非常特殊的，只有两个氢离子结合才可以同时通过，而电子则会被阻挡在膜外。由于存在氢离子实际上我们就是一种质子，所以那层膜也叫“质子交换膜”。前面的论述就有提到说，电子是通不过这层膜的，所以他们会在膜的一边越聚越多。如果在企业电子科技类产品聚集的地方接一根导线，通到正极，电子就会在工作电压的驱使下嗖嗖嗖地跑过去。而这，就是提高电池在输出控制电流。

  透过膜的质子与正氧反应生成水并放出热量。这些都是氢燃料电池的副产品。由于一层膜左右两侧的压差比较小，通常我们只有0.5V-1.0V，所以只要把正负极夹着一层膜的结构可以叠加至几百层，就能不断得到发展需要的高电压。在这个电池里，是无另外的任何火焰会呈现的。不过，为了可以保证研究催化剂的活性，在电动车企业使用的燃料动力电池技术类型中，电池的工作环境和温度在90摄氏度左右。其实，这比很多传统燃油汽车发动机的温度要低很多。

  这个发展过程中，化学能转化为一种电能的效率最高能够达到80％，远比内燃机的40％高得多。当然，还有别的类型的氢燃料电池，不仅仅是质子交换膜，它们有不同的反应物和电解质。

  比如航天用燃料电池的电解液就是氢氧化钾。以熔融硅酸盐、氧化锆和磷酸为电解质的氢燃料电池都用于发电站。这种用于氢燃料电动汽车的电池是一种相对较晚出现的新型氢燃料电池。

  氢燃料电池所用的氢从哪来呢？青年汽车的“水氢车”，其实是一个骗人骗投资的项目。但是氢气来自于水，这个确实是事实。初中课时我们大家都知道电解水可以制氢，还知道金属锌加到盐酸中也可以制氢，而大量的工业制氢是怎么实现的呢？同时，为了制氢中不产生二氧化碳，又是怎么实现的呢？

  水电解制氢是目前应用较广且很成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85%，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。

  太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及变压吸附 完美替代进口，支持实测比较常规使用的寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法必将得到发展。

  用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

  石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化学工业和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化学工业基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化学工业基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。

  把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。

  在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

  用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。

  氢气资源非常好，清洁、可再生，但它容易泄露，且爆炸范围非常宽，是目前波浪范围最宽的一种气体，只要和空气混合，达到 4％～75％的比例，就会发生爆炸，属于一级爆炸气体。所以，从制氢站、储氢站、运输车、加氢站，到氢燃料电池汽车都需要对氢气进行仔细的检测，尽早发现泄露，立马关掉阀门并发出警报，降低安全隐患。

  此外，对于氢燃料电池汽车而言，氢气传感器不仅能用于监测气罐和电堆端氢气的泄露，还能用于检测排放尾气中的氢气浓度。燃料电池汽车也就能依据这一些监测的信息来实时分析电堆的性能和反应程度，从而及时作出调整相关输入指标或数据配置来实现车辆的安全、高效运行。氢燃料电池汽车上安装氢气传感器，可以用我们工采网代理的CGM6812－B00氢气传感器模块：

  氢气传感器模块CGM6812是一种搭载了费加罗催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812的新模块，具有耐久性好、稳定性高的特点。此模块可提供与氢气浓度成比例的模拟电压输出， CGM6812氢气传感器模块还采用了防潮涂层，可以在需要防水与绝缘的环境中放心使用，同时，模块还能够检测到传感器断线的故障。模块操作温度范围广，为－10°C～＋60°C。由于TGS6812气体传感器能检测甲烷、 LP气体与氢气，因此此模块适用于固定式燃料电池的可燃气体——氢气的泄漏检测。