为什么要把氢“储藏”在金属里

当今人类使用的主要能源是石油、煤、天然气等化石燃料，这些燃料属于不可再生的有限能源。所以，不少科学家预言，氢燃料将在21世纪全面替代化石燃料，成为人类最重要的能源物质。

氢作为燃料有许多优点。例如以质量计，除核燃料外，氢的热值在所有燃料中位居榜首。其次，氢本身无色、无臭、无毒，燃烧后的产物是水，不会产生氮、硫、碳等氧化物及粉尘等对人体和环境有害的污染物。另外，氢气的燃烧速度快，与空气以一定比例混合后有较强的“爆炸力”。更重要的是，氢的来源几乎是无穷无尽的：氢元素占水的质量的11％，而地球表面十分之七为海水所覆盖。所以，科学家认为要制取作为燃料的氢气，最有前途的方法是利用太阳能来分解水，产生氢气和氧气。太阳能是无污染的永久性能源，水又是普遍存在的，将两者巧妙地结合起来，就能造福于人类。

氢燃料既然有这么多好处，为什么不立即全面推广呢？原来，大量使用氢燃料还存在一些难题。难题之一是氢气不易储存。要想储存气态物质，通常是采用加压液化方法。但是氢气是世界上密度最小、沸点最低（仅-252.8℃）的物质，所以氢的液化特别困难。而且，氢气在被液化的过程中，会消耗大量能源，而且还很不安全。有没有一个既方便、又安全的储藏氢的办法呢？科学家想到了金属。

通常的金属是固体，而且密度也较大，气态的氢怎么能钻到金属的“肚子”里去呢？原来，科学家早已发现，在适当的温度和压力下，某些单质金属或合金的表面能对氢起催化作用，促使氢元素由分子态变成原子态，这样，更小的氢原子就能够钻进金属的内部躲藏起来，而金属就像海绵吸水那样地吸取大量的氢。到临使用时，又能用特殊方法将氢从金属中“挤出”来，随用随“挤”，真是既经济、安全，又方便、高效。

人们最早研究的储氢金属材料，是钙、锂、镁、钛、钒以及稀土金属等单金属材料。可是，用单金属直接加氢的反应条件一般都很苛刻，即使在高温、高压下，反应也进行得“慢条斯理”，而且不完全。于是，科学家把目光转向合金。经研究发现，能大量储藏氢的合金还真不少呢！如镁镍合金、镁铜合金、镧镍合金、钛锰合金、钛铁合金、锆锰合金、锆铬合金等，它们都有很强的吸氢能力。例如近年由日本研制的一种储氢合金容器，其体积仅0.4立方米，而储存的氢气却可达175立方米，而每立方米氢气燃烧产生的能量，足可使一辆小汽车行驶5～6千米！

可以相信，在不久的将来，人类将掌握更多更好的制取氢气和储藏氢的技术。氢燃料将作为文明生活的主要能源，使人类所面临的能源危机和环境污染等问题得到大大缓解。

关键词：氢 储氢合金 氢燃料