我国拥有全球产量最大、价格最低的副产氢气——900亿立方米/年，以实际利用500亿立方米氢气计算，可供200万辆汽车运行。不过专家认为，采用化石燃料制氢只是阶段性的，未来随着太阳能成为最重要的可再生能源，太阳能发电用于电解水制氢将成为可靠的氢气来源。

　　可见光催化工业化前景好

　　科学地利用太阳能光催化制氢是解决能源和环境问题的重要途径之一，目前受到日本、美国、欧洲国家等发达国家的高度重视。在过去的20多年中，光催化制氢主要集中在紫外光区。但在地面上，太阳光的紫外光部分仅占其整个光谱的4%左右，而潜在可用于制氢的光主要分布在可见光区，约占太阳光的43%。

　　据清华大学教授毛宗强介绍，进入21世纪后，人们把研究的重点集中在太阳能可见光区光催化制氢方面，设计合成可见光区高活性、廉价的光催化材料，已成为该领域重要的研究方向。近年来，这方面的工作进展很快，已报道的可见光区分解水制氢的实验室量子效率可达到5%左右，若量子效率能达到15%以上，则可能有工业化前景。

　　据悉，利用太阳能光催化制氢的方法主要包括光催化分解水制氢、光热催化重整生物质制氢、光热催化分解污染物制氢，以及模拟植物光合作用中心的光系统II及放氢细菌的放氢酶活性中心的结构和功能，光催化分解水制氢等。这些方法涉及的化学反应意义重大，不仅可用于太阳能制氢，还可解决重大环境问题如减少CO2排放等。

　　今年4月，国内有媒体报道美国研制成功能在水杯中制造氢燃料的“人造树叶”，此消息引起人们极大关注。其实，国内科研人员在国家“973”计划的资助下，也在进行类似研究，并且取得了可喜成果。中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、西安交通大学郭烈锦教授、南京大学邹志刚教授等也在太阳光直接光催化分解水制氢方面取得成果。邹志刚教授利用海水代替淡水，取得突破性进展。

　　“但是，上述反应均为热力学上的反应，利用太阳能来驱动则需要高效的光-化学能转换催化剂，这是一项挑战。”毛宗强指出，太阳能光催化制氢反应的研究是一个基础性很强的重大科学课题，涉及催化化学、电化学、生物、光电转换等领域的核心科学问题，而且具有重大应用意义，一旦突破将会对世界经济产生巨大影响。

　　风电可“嫁接”到电解水制氢

　　毛宗强表示，发展氢能是为了应对能源危机，不过眼下氢大多还是来自化石能源，其中煤和天然气是主要的制氢原料。相对于化石能源制氢而言，水电解制氢不依赖化石能源，也不产生温室气体，不过生产成本依然较高。今后，除了太阳能催化制氢以外，水电解制氢还适合在水电、风能、地热能、潮汐能及核能等电力资源丰富的地区大力发展。

　　“利用新型非并网风电来发展电解水制氢技术，可以在大规模、超大规模风电场充分利用风能发电，通过必要的技术创新与集成，不经过常规电网而直接用于规模化制氢、制氧。”毛宗强介绍，将风电“嫁接”到电解水制氢技术上，基本不产生污染，并可100%地利用风电替代大量的化石能源，大大减少温室气体排放。此外，还可以减轻风电并网对电网系统的冲击，大规模发展和应用风电能。

　　在此次香山科学会议上，专家们还针对微藻和水葫芦等水生生物质发酵制氢技术中的问题，特别是对微藻及水葫芦的来源、制氢的成本，以及可持续性等问题进行了深入讨论。他们认为，目前在生物质发酵制氢的成本中，最大的问题是如何保持稳定的发酵温度以及缩短反应时间，同时大自然中的微藻及水葫芦也存在资源枯竭的问题，这些方面应成为该领域研究的重点。

　　制氢储氢一体化是方向

　　专家认为，今后我国在氢制备研究领域应重点关注这些问题：太阳能光催化，即太阳能光电催化制氢等可再生制氢技术；谷电利用，非并网风电制氢技术；制氢与储氢集成的可行性，即太阳能制氢或电解水制氢与大规模储氢的耦合。

　　从目前的技术发展来看，制氢储氢一体化技术可大幅降低能耗，而太阳能制氢与大规模储氢相结合是未来一体化技术发展的重点。专家提出应努力提高电解水制氢工艺的电解效率，节能降耗。