吃完的香蕉皮或許能讓汽車跑起來

文 郝世琦

新能源想徹底取代傳統(tǒng)汽車，必須解決“動力源”的問題。而近些年來，在新能源汽車市場，一種氫燃料電池大有趕超鋰電池的勢頭，成為業(yè)內(nèi)新貴。

和鋰電池需要靠儲電提供動力不同，氫燃料電池不能提前儲電。與其說它是“電池”，不如說它是新能源汽車內(nèi)部的一個“供能系統(tǒng)”——當(dāng)儲氫罐里的氫氣和空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，就會產(chǎn)生能量巨大的電能，讓汽車跑起來。

不過，想大范圍推廣這種氫燃料電池，必須回答一個問題：氫氣從哪兒來？這一次，科學(xué)家們想到了香蕉皮。

氫氣從哪兒來

在正式說香蕉皮之前，我們首先得了解一個情況：不管氫燃料電池身份有多“新貴”，業(yè)內(nèi)說它不好的人也有不少。為什么會這樣呢？這就涉及了一個很重要的問題：氫氣從哪兒來？

我們推崇新能源汽車的初衷是為了節(jié)能、環(huán)保，看重的是新能源比汽油更清潔?？蓚鹘y(tǒng)的工業(yè)氫氣制備卻做不到完全的環(huán)保、清潔。傳統(tǒng)工業(yè)制氫最常用的有3種方法：化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)物制氫、電解水制氫。其中最主要的一種，就是化石燃料制氫。

從全球范圍來看，最常用作工業(yè)制氫的化石燃料是天然氣。而我國由于“富煤貧油少氣”，一般選用煤炭。不管天然氣還是煤炭，制氫工藝都已經(jīng)非常成熟了，成本相對來說也更低廉。但它們都有一個重大問題：制備過程中，會排放出大量的溫室氣體。

有人會問，那后面兩種制氫方法呢？工業(yè)副產(chǎn)物制氫中，“原料”可以來自焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)品等。提純出這些“副產(chǎn)物”中的氫氣，是對能源資源的合理利用，避免浪費，也能降低污染。但它的局限也在于利用“副產(chǎn)物”。綜合來看，其副產(chǎn)物選用的是含氫工業(yè)尾氣。這樣的“伴生量”，無法滿足長期、穩(wěn)定、大量的氫氣需求。至于電解水制氫，這個方法的原理并不復(fù)雜，往充滿電解液的電解槽里通入直流電，水分子在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會分解出氫氣和氧氣?？墒?，這個方法的成本卻非常高。就算制出了氫氣，在高昂的價格面前，又有多少人愿意為它買單呢？

香蕉被科學(xué)家盯上了

“香蕉皮制氫大法”是由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)系的科研團(tuán)隊研究出來的。他們之所以會有這個想法，是因為近年來一種“生物質(zhì)熱裂解”的概念越來越火。其中，生物質(zhì)指的是自然界中通過光合作用形成的各種有機體，比如玉米、落葉、果殼等有機廢物。這些東西是天然儲存二氧化碳的“容器”，如果把它們直接丟在環(huán)境中，很有可能會導(dǎo)致二氧化碳的大量釋放。

所以，科學(xué)家們就想通過熱裂解的方式處理這些有機廢物，看能不能轉(zhuǎn)化出一些有用的物質(zhì)。當(dāng)科學(xué)家們用熱裂解的方式來處理香蕉皮的時候，他們意外發(fā)現(xiàn)，香蕉皮在產(chǎn)生一種生物炭成分之外，還能產(chǎn)出寶貴的氫氣。

接下來的故事，相信很多人都能猜到——科學(xué)家們對香蕉皮開始了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒?、研究。新鮮的香蕉皮會被放在105攝氏度的環(huán)境中徹底烘干，然后被研磨成粉。這些香蕉皮粉末的最終歸宿是一個充滿惰性氣體的不銹鋼反應(yīng)釜。移到里面之后，它們要接受一種大功率氙氣閃光燈的照射。只需14.5毫秒，每千克的香蕉皮粉末就能產(chǎn)生100升左右的氫氣和330克的生物炭。

科學(xué)家們對于自己的最新發(fā)現(xiàn)非常興奮。他們覺得，除了氫氣之外，看似沒用的生物炭也很有使用價值。比如，后續(xù)可以用這些生物炭對土壤進(jìn)行改良等。但香蕉皮真的做好準(zhǔn)備了嗎？畢竟，它要面對的，是氫燃料電池在各個國家全面提速的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

英國政府就表示，他們計劃2030年之前，英國的氫燃料電池車保有量要達(dá)到160萬輛，在2050年之前，其市場占有率要達(dá)到30%～50%。根據(jù)我國2020年發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車補貼政策的通知》預(yù)計，到2030年，中國的氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量也預(yù)計將達(dá)到數(shù)十萬輛。如果生物質(zhì)熱裂解會是未來解決氫氣工業(yè)化制備的“最優(yōu)解”，但愿香蕉皮在這個過程中，也能找到更多伙伴。