曾几何时，氢被认为是一种未来燃料。但你可知道，早在1806年，世界上第一台内燃机就已经出现了。一些化工或炼油企业都在通过燃烧化石燃料来制造氢气，这种方式确实不妥。国际能源署表示，这种制氢方式每年会产生8.3亿吨二氧化碳，相当于英国和印尼的碳排放量之和。这样看来，在氢能源技术上，仍有许多问题需要解决。例如，如何才能更安全的储氢气，如何才能提高制造效率，降低制造成本，以及如何才能将氢气更安全的放在汽车中。这期让我们看看氢气的全新储存方式-固态氢。

固态氢设备示意图

其实，像公交车、火车和轮船这些大型运输设备对氢的依赖十分严重，因为它们的运行需要消耗大量能量，所以，如果把氢做成电池的形式放进车里，那会是一件很了不起的事情。相比于传统电池，氢燃料电池拥有更高的行驶里程，更短的充电时间。因此，氢也被看作是长途旅行的绝佳燃料。虽然有着这么多优点，但氢也有一个致命的问题，那就是如何才能更安全、更经济的将大量氢气储存在交通工具上呢？

以目前的技术，要保证安全就必须将氢气储存在高压容器中，而高压容器的造价昂贵，且不易维护。氢气要经过高压液化才能有效储存，然而，它在-253摄氏度时就会沸腾。所以，想让它保持在液态，就必须用到低温高压罐，这大大增加了维护成本。与液态储存方式相比，固态储存不仅可以将更多的氢压缩进更小的空间中，而且也不需要用到高压低温储存装置。这大大降低了成本，凭借着这项技术，氢动力汽车或许可以跟燃油汽车甚至是电动汽车掰掰手腕，固态氢储存主要有两种方式，一种是吸附，另一种则是吸收。简单来说，吸附是将氢附着到金属表面而吸收是让氢附着到金属内部。

固态氢吸收过程示意图

不过现在，又出现了一种更为先进的技术，它被称为“零碳捕捉技术”，相比于普通锂离子电池，零碳捕捉技术的容量更大，成本也更加低廉，大约5分钟就能将电池充满。简单来说，零碳技术的核心是一种比头发丝还要薄10倍的光活化纳米薄膜，它可以在常温常压下对氢气进行储存，如果想要释放氢气，只需要通过一束激光照射到纳米薄膜上就可以了。这听上去是不是很简单呢？其实早在2009年，零碳捕捉技术就已经出现了，但是可能因为过于超前，美国能源部禁止了这项研究。直到2017年，它才得以重见天日。

那么，零碳捕捉是如何实现的呢？这里用到了一种关键材料，它就是SMA。SMA是一种记忆合金，在低温时会发生变形，随着温度的升高又会恢复到之前的形状。虽然从表面上看它的属性跟塑料十分相似，但SMA确是一种由镍和钛组成的合金，在机械和医疗领域都有着广泛的运用。SMA中还含有一定量的碱土金属，它也是叶绿素的主要成分，叶绿素是植物光合作用的关键，这就是SMA可以直接跟光相互作用的主要原因。SMA可以将氢原子吸收到它的内部，当温度达到200度时，氢气就会被释放，它就像是一台DVD播放机，氢气被储存在“碟片”中，内部的高温激光则负责释放氢气。也就是说，薄膜纳米孔上的负电荷会吸收带正电的氢原子，当激光照射到薄膜上后，会将负电荷变成正电荷，从而释放出氢原子。跟其他材料不同，这种纳米薄膜并不会因为激光的照射而升高温度。

关键的SMA材料

目前来看，氢气主要由能源密集型的高碳技术产生。例如，天然气的燃烧和电解，所以，这种零碳捕捉技术对于氢气的生产和运输会产生重要的影响。如果取得成功，那氢动力汽车或许会跟电动汽车一样普及，充满氢气的"磁带盒"取代了高压容器罐，如果氢气用完了，我们只需要去便利店买一个新的充满氢气的"磁带盒"，花几分钟换上就可以了。它还可以成为能源电网的得力助手，我们可以利用这项技术，将电解质产生的氢气储存起来，因为不受温度和压力的影响，它们很容易就可以注入到氢燃料电池中。在阴天或不刮风的时候，它们可以成为太阳能和风能发电的良好补充。

太阳能和风能发电

那么，这种氢燃料电池的运输是否方便呢？给大家举个例子，一艘货轮可以运送20000吨氢气，它们足够为25000户家庭提供整整一年的电力需求。零碳捕捉技术的出现或许会让锂离子电池黯然失色，相比于传统电池，它的价格便宜了17%，重量减轻了30%。但它也有不足的一面，光活化储存单元的效率为70%，这要比大容量锂离子电池70%-90%的效率略低。此外，在电池能量密度方面，光活化储存单元似乎也并不占优。不过固态氢的最大优势之一就是省钱，一辆运用固态氢技术的卡车，要比传统压缩技术的卡车每年节省20000欧元的燃料费用，这得益于每千瓦时固态氢的成本比传统压缩氢低50%。

海运氢气示意图

那么你觉得固态氢技术会得到普及吗？