氢能，因其出色的特点，被誉为“21世纪的终极能源”。然而，氢能的生产和利用，离不开新能源材料的技术发展。2023年12月30日，中科馆大讲堂邀请到北京化工大学教授向中华老师，带我们一同走进新能源材料的神奇的界。

氢能为什幺备受青睐？

氢能具有这样几个优点：

1.热值高：氢能的热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中名列前茅，是汽油热值的3倍。

2.可储存性：相较于难以储存、远程运输损耗大的电能，氢能更易储存、输送成本比电力更低。

3.安全环保：氢的燃烧产物是水，不但可以循环使用，还不会污染环境。

4.来源广泛：氢构成了宇宙75%的质量，主要以化合物的形态贮存于水中。氢可通过煤、天然气、生物质、太阳能等自然能源转化得到，也可通过光伏、水电、风电、核电等电能与水的电离反应获得。

5.应用广泛：氢是一种重要的工业原料，也是火箭等先进内燃引擎的燃料。同时，氢还可加入天然气中辅助燃烧，也可作为燃料电池系统的燃料，广泛应用于氢燃料发电系统或动力系统，提供清洁环保的电力和动力。

绿氢如何产生并作为能源使用？这些过程要用到哪些关键材料？

绿氢是指利用可再生能源电解水得到的氢气。在绿氢的生产过程中，首先通过太阳能、风能等可再生资源得到电能，再将这些电能存储，然后用来电解水，从而产生氢气。

那幺，这些氢气又是如何作为一种能源使用的呢？通过氢燃料电池，氢气蕴含的巨大化学能可以通过电化学途径直接转化为电能，这些电能便可以投入使用了。

在电解水生产氢气的过程中，阴极析氢（HER）和阳极析氧（OER）是两个重要的反应；在氢燃料电池使用氢气转化电能的过程中，阴极氧还原（ORR）和阳极氢氧化（HOR）是两个重要的反应。这些反应的进行离不开电催化材料，然而，这些电催化材料通常是价格昂贵、资源稀缺的贵金属。因此，开发新型高效的电催化材料成了氢能产业发展的重要目标。

（责任编辑 / 代竹蕊    美术编辑 / 韦英章）

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