弗吉尼亞理工大學(xué)（Virginia Tech）的研究人員已發(fā)現(xiàn)從植物原料中有效提取氫的方法，克服了氫燃料電池技術(shù)中的幾大障礙之一。正是這些障礙導(dǎo)致奧巴馬政府將氫燃料電池技術(shù)擱置一邊。

“我們認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)會(huì)改變可替代能源行業(yè)的游戲規(guī)則。”弗吉尼亞理工大學(xué)生物系統(tǒng)工程系副教授珀西瓦爾·張（Y.H. Percival Zhang）表示。張帶領(lǐng)弗吉尼亞理工大學(xué)的一支團(tuán)隊(duì)開發(fā)了從木糖中制備大量氫氣的方法。木糖是一種廣泛存在于自然界中的單糖，植物細(xì)胞壁的30%由其構(gòu)成。

傳統(tǒng)上，氫通過對(duì)天然氣的汽化重整來制取，這一過程會(huì)浪費(fèi)掉儲(chǔ)存于天然氣中的一部分能量，同時(shí)釋放出大量的二氧化碳。2009年在接受《麻省理工科技評(píng)論》（MIT Technological Review）雜志采訪時(shí)，美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文曾表示，汽車行業(yè)氫燃料電池技術(shù)面臨的四大障礙中，氫的傳統(tǒng)來源是第一個(gè)障礙：

“我一直對(duì)它持某種懷疑態(tài)度，因?yàn)槟壳拔覀冎饕獜奶烊粴獾闹卣蝎@取氫。這并不是一個(gè)理想的來源。你會(huì)浪費(fèi)掉天然氣中的一部分能量，而天然氣是一種非常寶貴的燃料?！?

朱棣文剛剛將燃料電池汽車的開發(fā)預(yù)算從2.5億美元削減至7,000萬美元，他認(rèn)為由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車能比預(yù)期更快地達(dá)到奧巴馬政府提出的“能與每加侖燃料行駛45甚至50英里的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車競(jìng)爭(zhēng)的20,000美元個(gè)人汽車”的目標(biāo)。

在氫燃料電池技術(shù)方面，人們對(duì)奧巴馬提名接替朱棣文的埃內(nèi)斯特·莫尼茲（Ernest Moniz）所知甚少。但他2004年在麻省理工學(xué)院出席一個(gè)活動(dòng)時(shí)表達(dá)了類似的看法：“考慮到安全以及環(huán)境問題，我們無法承受將關(guān)注重點(diǎn)放在這一方向?！彼谡劦綒淙剂想姵丶夹g(shù)時(shí)說道。

在弗吉尼亞理工大學(xué)，張一直在研究利用酶從植物生物質(zhì)中提取氫的方法。最近一期的Angewandte Chemie報(bào)告說，當(dāng)該團(tuán)隊(duì)將木糖放入含有13種酶的混合液體中時(shí)，他們?cè)诘蜏貤l件下得到了氫氣，這是一個(gè)突破：

“為了產(chǎn)生氫氣，弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)家們從原生微生物中分離出多種酶，制成無法在自然界中獲取的特制的多酶混合液。這些酶在與木糖和一種多磷酸鹽結(jié)合時(shí)，會(huì)從木糖中釋放出氫氣，產(chǎn)量之大前所未有……木糖中所含的能量分解了水分子，生產(chǎn)出高純度的氫氣，可直接用于質(zhì)子交換膜燃料電池。更具吸引力的是，這一反應(yīng)可在較低溫度下發(fā)生，產(chǎn)生的氫能比木糖和多磷酸鹽中儲(chǔ)存的化學(xué)能還要高。該結(jié)果的能效超過了100%——是一種凈能量增益。這意味著低溫下浪費(fèi)的熱能首次可用于生產(chǎn)高能量的氫氣。

——弗吉尼亞理工大學(xué)

根據(jù)弗吉尼亞理工大學(xué)的報(bào)告，張的發(fā)現(xiàn)得到了喬納森·米倫茨（Jonathan R. Mielenz）的認(rèn)可，他是橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）生物科學(xué)部的小組領(lǐng)導(dǎo)。

“這一令人興奮的發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵之處在于張使用了植物中分布第二廣泛的糖制取氫氣?！泵讉惔母嬖V弗吉尼亞理工大學(xué)。“這使氫的制取具有重要的額外好處，它降低了從生物質(zhì)中制氫的整體成本?！?

米倫茨預(yù)計(jì)張的工藝能在3年后發(fā)展成為價(jià)值達(dá)1,000億美元的制氫市場(chǎng)。即使這一預(yù)測(cè)能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，朱棣文還提到了氫燃料電池技術(shù)面臨的另外三個(gè)障礙：

“其它的問題是，在運(yùn)輸方面，我們還沒找到理想的儲(chǔ)存辦法。壓縮氫氣是目前最好的辦法，[但它需要]占用非常大的容積。我們還沒想出如何儲(chǔ)存高濃度的氫。還有什么？氫燃料電池還未發(fā)展成熟，輸送氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施也不足。因此你必須馬上同時(shí)解決四個(gè)問題。因此，它看起來始終象是一個(gè)遙遠(yuǎn)的未來。如要推廣氫燃料電池的使用，你需要取得四項(xiàng)重大的技術(shù)突破。這讓氫燃料電池的推廣無法實(shí)現(xiàn)?！?

雖然削減了氫燃料電池項(xiàng)目的費(fèi)用，能源部在攻克這些障礙方面仍取得了一些進(jìn)展。例如，它最近發(fā)布了一份關(guān)于運(yùn)輸氫氣的可行性報(bào)告，辦法是將氫氣混入現(xiàn)有的天然氣管道設(shè)施中。

“在更長(zhǎng)久的未來，在上游注入氫氣然后在下游提取氫氣以供燃料電池電動(dòng)汽車或固定式燃料電池使用時(shí)，混和可能會(huì)為氫氣的運(yùn)送提供經(jīng)濟(jì)的方式?！痹搱?bào)告總結(jié)說。