能源是什麼?
鑽木取火或許是你所知道最古老的能源應用。人類的動能轉化為熱能,然後讓作為燃料的木材著了火。後來,燃料從木材變成煤炭,再變成石油跟天然氣。這些燃料便是人類的能量來源,也就是能源。
當人類的勞力點燃了木材,真正維持能量的是作為燃料的木材。從科學的角度,這其實就是:
碳跟氧的燃燒反應,過程會以燃燒的形式釋放更多熱能。木材、煤炭跟石油的燃燒反應大抵相同。天然氣也相去不遠:
從這個角度看,氫能是什麼?
從這個角度來看,氫能其實就是:
如果把廚房的瓦斯從天然氣換成氫氣,你一樣能炒菜。只不過,氫氣並不像天然氣那般的存在。截至目前為止,並沒有氫氣是開採出來的。
眼尖的人或許已經發現,燃氫的產物沒有二氧化碳。套句時髦的話,燃氫本身沒有碳排。
的確,擁抱氫能的理由之一便是零碳。只不過,個人認為這是結果,而不是原因。這點我們留待日後再來探討。
燃燒只是其中一種方式
氫能不是只有燃燒一種方式。事實上,燃氫可能是最不實際的選項。因為傳統燃燒過程必定帶來能量散逸,例如無法百分之百運用的熱能,或是機械能。想像一下,炒菜的時候如果所有的熱都用在了菜上,廚房會有多涼。又或者,燃油車的引擎不會發熱,那麼也就不需要水箱了。
最常見的氫能使用方式,是透過電化學的過程,把化學能轉換為電能。反應仍然是:
只不過,能量是以電的形式釋放出來。而這樣的裝置傳統上稱為「燃料電池」。不得不說,這樣的中文翻譯造成了不少困擾。乍看之下,fuel cell 譯成燃料電池無可厚非。壞就壞在,「燃」這個字帶火字旁,不免讓人直接跟燃燒聯想在一起。
「燃料電池」本身不帶燃料,只是一個通氫氣跟氧氣之後會產生電的裝置。嚴格來說,也不是傳統定義上的電池。更麻煩的是,在社會對於氫能一知半解的現在,船公司往往會問燃料是什麼?有沒有危險性?殊不知,這個裝置本身並不燃燒。
氫能的應用可以追溯到人類首次登月任務。當時太空船上的電力就是來自「氫」燃料電池。是的,除了氫以外,還有其他化學物質可以作為燃料電池的「燃料」,或者正確來說是原料。

由氫生電就是氫能車的動力形式。而氫能車跟電動車的差別,即在於電的來源。本質上,兩者都是由電動馬達驅動的車輛。
本文由 Tellus Materials 編輯團隊刊載。Tellus Materials 深耕氫能與儲能解決方案,持續推動台灣能源轉型。

