氫作為一種沒有污染的可燃性氣體，獲取途徑豐富，氫上網燃燒熱值大并且燃燒生成物是水蒸氣，不會產生大量的含碳化合物和污染性氣體、粉塵等種種突出的特性，因此科學界早就預測氫能源將是二十一世紀的可替代性能源之一，它與清潔電力能源、太陽能燈成為未來能源體系的主要支柱。

當然，氫能在成為新能源結構的主要支撐點之前，還需要解決很多問題，諸如氫氣的制取、氫氣的儲存與運輸以及氫能的利用方面繼續開展研究。開發制氫新技術，將主要考慮以水為原料，達到水分解制氫，氫燃燒生成水的循環過程。由于氫大量存在于水中，因此利用水制氫一旦技術成熟，這到實用化后，以氫為能源結構主要支柱便成為可能。敘述了制氫新技術的研發，例如電解水制氫、高溫水熱裂解法制氫、熱化學循環制氫、太陽能光解水制氫、生物質能制氫以及廢棄物制氫。氫的儲存和運輸主要有高壓氣體儲存和運輸、低溫液體儲存和運輸以及金屬儲氫材料儲存和運輸等。

氫的應用有：在工業上的應用，在民生上的應用，在交通運輸上的應用，在航空航天上的應用，燃料電池發電和儲能建立太陽能-氫能系統等

隨著化石燃料消耗量的逐漸增大及其儲存量的逐漸枯竭，以及對環境保護的日益重視，以石油、煤炭、天然氣為代表的一次能源最終將被太陽能、風能、海洋能、生物質能等清潔可再生能源所取代。氫能作為一種無污染的二次能源，由于具有資源豐富，氫燃燒熱值大且燃燒產物是水，不會產生大量的烴、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物（NOx）和有機酸，造成環境污染等種種突出的優勢，因此科學家們預測氫能將在未來的能源體系中占有一席之地，它與電力將成為21世紀能源體系的兩大支柱。但是氫能要成為新能源結構的支柱，還需在氫氣的制取、儲存與運輸以及氫能的利用方面繼續開展研究。

1.制氫新技術的研發   

目前世界上氫氣大部分以石油、天然氣和煤為原料制取，小部分來自電解水等。 開發制氫新技術，將主要考慮以水為原料，達到水分解制氫，氫燃燒生成水的循環過程。由于氫大量存在于水中，因此利用水制氫一旦技術成熟，以氫為能源結構主要支柱便成能。原則上要求制氫技術滿足大型化、高效率、低成本，使氫氣得到應用。

[電解水制氫] 電解水制氫（氫氧機），關鍵是耗能問題。以電能換氫能，成本很高。但是，通過太陽光發電或熱發電以及海洋能、生物質能、地熱能、非尖峰負荷的原子能電站產生的電能來制氫，可以降低氫的成本。同時，也需要開發低電耗、高效率的電解水制氫新技術。日本開發了高溫加壓法，將電解水的效率提高到75%；美國建成一種SPE工業裝置，能量效率達90%；我國研制了雙反應器制氫工藝。先進的PEM電解工藝，是一種可逆的電／氫轉換裝置，是燃料電池和產氫的電解槽的統一，總轉換效率可達95%。

[高溫水熱裂法制氫] 將水蒸汽加熱300K以上，使水分子熱裂，直接分解成氫氣和氧氣。

[熱化學循環制氫] 目前已研究出100多種分步熱化學循環流程制氫工藝。利用太陽能或高溫氣冷堆原子能電站的熱能，使反應不斷循環進行，達到連續制氫的目的。

[太陽能光解水制氫] 利用半導體電極的光電化學效應制成太陽能光電化學電池，以水為原料，在太陽光照射下制取氫。雖然太陽能光解水制氫在實驗室己取得突破性進展，但仍有電極材料、電池結構、電催化、光化學反應及光腐蝕穩定性等一系列技術和理論上的難題需要解決，才能達到實用化。

[生物質能制氫] 利用植物的光合作用分解水制氫或產氫細菌在太陽光照射下制氫。這些方法仍屬實驗室探索階段。

2.氫的儲存和運輸    

氫的儲存和運輸是氫能開發利用中極為重要的技術，因此氫氣的儲存和輸送技術的研究十分重要。氫氣常用高壓氣體儲存、低溫液氫儲存及現在正在開發的金屬儲氫材料的固體儲存。輸送方式除一般的交通工具以外，還有管道運輸方式。

[高壓氣體儲存和運輸]  大量用作化工原料的氫氣是將氫氣壓縮到15-20MPa，用高壓容器儲存。氫氣大量長期儲存還可以利用山洞、廢礦洞、巖洞、地下洞做儲氫庫。用車、船運輸。然而，氫氣的重量只占容器重量的1%-2%，且處于高壓下，因此在經濟上和安全上都不可取。歐美采用管道遠距離輸送氫氣。美國休斯敦的空分公司通過φ100-300mm管道，把純度99.5%H2，輸送近100km，以0.4-5.6MPa的壓力供工廠使用。用管道運輸的優越性在于：可以把現有的天然氣和城市煤氣管道輸送系統改造為氫氣輸送系統。

[低溫液體儲存和運輸]

在-252.8℃的深冷狀態下將氫氣液化，氫體積大大縮小，用杜瓦瓶或真空絕熱容器儲存，用液氫罐車或槽車運送。液氫儲罐或儲槽的重量約為高壓鋼瓶重量的1/6-1/10，相對來說容器重量減輕。液氫同樣可以用真空絕熱管道輸送。但液化氫氣的能耗較大，對真空絕熱的要求比較高，存在氫氣蒸發損耗。

[金屬儲氫材料儲存和運輸]  由于高壓氣儲運及液態氫儲運方式存在著不安全、能耗高、儲量小、經濟性差等重大缺陷，最有前景、安全經濟的氫氣儲運方式是用金屬氫化物儲氫材料。 儲氫合金主要有三大系列：以LaNi5為代表的稀土系儲氫合金系列；以TiFe為代表的鈦系儲氫合金；以Mg2Ni為代表的鎂系儲氫材料。

 3.氫的應用

[在工業上的用途]  用作化工原料，生產化肥、染料、塑料、甲醇及油類和脂肪的氫化等。

[在民生上的用途]

氫可取代天然氣及煤氣為居民生活取暖、烹煮、加熱水等提供能源。

[在交通運輸方面的用途]  氫可做合成燃料替代石油，用于汽車、飛機、船舶上。氫的燃燒熱值為142kJ/gH2，石油為48kJ/g。燃燒產物是水，對環境污染低，主要問題仍在于降低制氫的成本，解決氫的儲運等。

[在航空航天上的用途]  氫目前最重要的用途之一是作為航空航天工業用燃料，通過液氫、液氧燃燒產生的巨大推力將火箭等送上太空。

[燃料電池發電和儲能]  燃料電池通過氫氣與氧氣或空氣的化學反應得到直流電，其發展按電解質的不同可分為：堿性（AFC）、磷酸型（PAFC）、熔融碳酸鹽（MCFC）、固體氧化物（SOFC）、固體聚合物（SPEFC）、質子交換膜（PEMFC）等。用燃料電池發電，能量密度大、發電效率高，PEMFC的效率可達70%以上。只要能降低重量和成本，用燃料電池取代內燃機，便可大大提高燃料能源效率、減少污染。另外，還可將太陽能等可再生能源轉換成化學能儲存，然后通過燃料電池再轉換成電能。因此，氫燃料電池是未來電動汽車、電動船舶的理想電源，己用于航天飛船做電源。

[太陽能-氫能系統] 所謂太陽能-氫能系統，即是太陽能-電能-氫能-電能的轉換過程。把氫作為季節性儲能介質，夏季陽光充足時，光發電送入電解裝置供電解水制氫并儲存氫氣，將太陽能轉換成氫的化學能；冬季通過燃料電池將氫轉換成電能。其技術要點在于開發利用太陽能的光伏陣列與電解裝置的最佳配合，即電解裝置的電壓和電流匹配到光伏陣列的最大功率處，使產氫量達到最高。

氫能源前景廣泛，值得更多的人去研究。

現階段，氫能源領域，在規模化應用方面走在前面的應該是大型的氫氣加氣站，在一些沿海經濟發達城市已經投入應用，使用效果得到驗證之后將得到大范圍的推廣。

而規模化生產，在工業生產加工中大批量投入運行的是氫能源設備，氫氣發生器，氫氧發生器，氫氧水焊機 //www.platmap.cn  等，市場反應效果良好，但產品有待進一步完善。