现在最新的制氢方法是什么？

【专家解说】：十一、陶瓷跟水反应制取氢气 日本东京工业大学的科学家在300 ℃下，使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中，将炭的镍铁氧体（CNF）加热到300 ℃，然后用注射针头向CNF上注水，使水跟热的CNF接触，就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态，因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中，平均每克CNF能产生2立方厘米～3立方厘米的氢气。 十二、甲烷制氢气 1.日本京都大学教授乾智行用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米～100纳米，具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果，在常压及550 ℃～600 ℃条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 ℃，其转化率为80%；温度为700 ℃时，转化率几乎达到100%。 2.用C60作催化剂从甲烷制氢气 日本工业技术院物质工学工业技术研究所用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。 在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂，是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1000 ℃的容器里，放入0.1克催化剂，以1分钟流入20毫升甲烷的速度作实验，结果90%的甲烷分解成氢和碳。C60用作催化剂，可用水洗净表面，除去附着的残存碳素，理论上可半永久使用。由于形状独特，粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍，因而作催化剂用时功能较强。 十三、从微生物中提取的酶制氢气 1.葡萄糖脱氧酶。美国橡树岑国家实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。热原体乳酸菌首先是在美国矿井中的低温干馏煤渣中发现的。葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADP）的帮助下，能从葡萄糖中提取氢。在制取氢的过程中，NADP从葡萄糖中剥取一个氢原子，使剩余物质变成氢原子溶液。 2.氢化酶。这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子，而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。除美国发现这种酶外，俄罗斯的科学家也在湖沼里发现了这种微生物。他们把这种微生物放在适合于它生存的特殊器皿里，然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。 十四、从细菌制取氢气 1.许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如，许多细菌可在一定条件下放出氢气。日本已发现一种名为“红极毛杆菌”的细菌，就是制氢的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成培养液，就可以培养出这种细菌。每消耗5毫米淀粉营养液，就可以产生出25毫升的氢气。 2.美国宇航部门准备把一种光合细菌—红螺菌带到太空去，用它放出的氢气作为能源供航天器使用。 十五、用绿藻生产氢气 科学家们已发现一种新方法，使绿藻按要求生产氢气。美国伯克利加州大学科学家说，绿藻属于人类已知的最古老植物之一，通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。当绿藻生活在平常的空气和阳光中时，它像其他植物一样具有光合作用。光合作用利用阳光，水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分，并且被置于无氧环境中时，绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来，在这种情况下，绿藻就会产生氢气。科学家介绍，1升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气，但研究人员认为，绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。 十六、有机废水发酵法生物制氢气 最近，以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”在我国哈尔滨建筑大学通过中试研究验证。我国工程院院士李圭白教授介绍，该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术，是生物制氢领域的一项重大突破，其成果处国际领先地位。生物制氢思路1966年提出，90年代受到空前重视。从90年代开始，德、日、美等一些发达国家成立了专门机构，制定了生物制氢发展计划，以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究，在21世纪中叶实现工业化生产。但时至今日，研究进程并不理想，许多研究还都集中在细菌和酶固定化技术上，离工业化生产还有很大差距，迄今尚无一例中试结果。哈尔滨建筑大学的教授突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径，并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。在此基础上，他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型，发明了连续流生物制氢技术反应器，初步建立了生物产氢发酵理论，提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证：氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍；开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠，且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法。 十七、光解水制 氢气介绍及进展 自地球上出现生命以来，就万物生长靠太阳。光合作用是绿色植物和藻类植物在可见光作用下将二氧化碳和水转化成碳水化合物的过程。人类赖以生存的能源和材料都直接的和间接的来自光合作用。石油、煤、天然气等化石燃料就是自然界留给我们的光合作用的产物。由于世界的飞速发展，大自然留给我们的能源越来越短缺，这就激发了各国的科学家对光合作用及其模拟的研究，只能从能源上考虑，光解水制造氢是太阳能光化学转化与储存的最好途径。因为氢燃烧后只生成水，不污染环境，便于储存和运输的可再生能源。 如果把太阳能先转化为电能，则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。绿色植物的光合作用，就是通过叶绿素吸收太阳光，再把光能转化为电能借助电子转移过程将水分解的。从太阳能利用角度看，光解水制氢过程主要是利用太阳能而不是它的热能，也就是说，光解水过程中首先应考虑尽可能的利用阳光辐射中的紫外光和可见光部分，据此，太阳能分解水制氢可以通过三种途径来进行。 ★ 光电化学池：即通过光阳板吸收太阳能并将光能转化为电能。光阳板通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子——空穴对，光阳极和对极（阴极）组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向对极，水中的质子从对极上接受电子产生氢气。 ★ 光助络合催化：即人工模拟光合作用分解水的过程。从分解水的角度而言，在绿色植物光合作用中，首先是应该光合作用通过光氧化水放氧储能，然后才是二氧化碳的同化反应。通过光化学反应储存了氢，同时也储存了碳。太阳能分解水制氢，只需从原理上去模拟光合作用的吸光，电荷转移，储能和氧化还原反应等基本物理化学过程。 ★ 半导体催化：半导体光催化在原理上类似于光电化学池，细小的光半导体颗粒可以被看做是一个个微电极悬浮在水中，他们像太阳极一样在起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开，甚至对级也被设想是在同一粒子上。和光电化学池比较，半导体光催化分解水放氢的反应大大简化，但通过光激发在同一个半导体微粒上产生的电子——空穴对极易复合。尽管半导体光催化循环分解水同时放氢放氧未能实现，像络合物催化光解水一样必须在反应体系中加入电子给体或受体分别放氢放氧，但半导体光催化的发展去为光催化研究打开了若干新的领域。 氢能，是一种最理想的无污染的绿色能源。由于氢大量地存在于水中，电解法可从水中获得氢气，但电解成本高，而方便廉价的氢气制备成为各国学者的愿望。1972年，日本本多健一等人利用二氧化钛（TiO2）半导体作电极，制成太阳能光电化学电池，揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性。随着由电极电解水演变为多相催化分解水以及TiO2以外的光催化剂的相继发现，日本、欧美等国兴起了以光催化方法分解水制氢(简称光解水)的研究，并在光催化剂的制备、改性以及光催化理论等方面取得较大进展。 我国在光解水相关研究方面也有特色。研究表明，Ti02为可用于光解水较适宜的电极材料，但其禁带宽度为3.2eV，只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光，光电转换率仅有0.4%左右。而禁带宽度在1.8eV左右的半导体作电极，可最大限度地吸收太阳光，提高制氢转换效率，但这类电极容易产生阳极溶解，发生光腐蚀。我国的科研人员采用在反应体系中加入电子接受体、在Ti02表面担载贵金属、制备二元及多元复合催化剂、掺杂稀土元素、光敏化，以及采用新型的制备方法提高光催化剂的催化活性，先后开发了SrTi03、K4Nb6O17、BaTi409、K3Ta3Si2O13以及具有层间复合结构的CdS/KTiNbO5、CdS／K2Ti39Nb0.1O9/Pt等多种催化剂，取得了很大进展，紫外光照射纯水的活性已由最初的几μmol／goh催化剂增大到几百μmol／goh 国家自然科学基金项目“光解水用掺杂稀土新型TiO2半导体电极的研究”，采用溶胶－凝胶法、气相沉积法等在电极中添加不同稀土及其它金属氧化物，利用稀土的催化活性及扩展材料吸光范围等特性，制成了TiO2-RE2O3、CdS-Ti02及CdS-W03-Ti02等电极，提高了电极的光电化学性能、耐蚀性、能量转换效率及使用寿命，取得了较好的效果。尽管光解水制氢技术距离工业化还有一定差距，但这些科研成果给实现这一目标带来希望。科学家希望能找到新的突破口，研制和开发出具有高效率的光解水催化剂，使这一“太阳氢”工程真正能服务于人类。