（奇妙的創造）從《氫能巴士》面世說起

香港陳永康

審閱以下是一則 2023 年 11 月 30 日使人側目的新聞報告：

『香港城巴首輛「威馳騰」雙層《氫能巴士》將於 2025 年一月投入服務，此是全港首輛獲發牌載客的〈氫能〉車，亦是全球首架雙層三軸《氫能巴士》（附註 1）』

氫氣與氧氣結合是放熱反應，即完成化學反應時會釋放化學能量，而惟一的化學產物是對環境無害的淨水，這是初中學生都洞悉箇中基本的化學知識。這樣說氫氣可以視為燃料，它是否有資格稱為綠色能源呢？看看香港「環境及生態局」謝展寰局長於 2023 年 3 月如何回答立法局議員這方面的詢問：『雖然燃燒氫氣不會排放氫氣物，但生產氫的過程卻有挑戰，氫氣的來源主要分「灰氫」、「藍氫」和「綠氫」三種，其中「灰氫」為化石燃料副產品，價格雖低，但製造時有高碳排放量。至於「藍氫」，與「灰氫」相近，是透過技術減少碳排放；「綠氫」則來自再生能源，通過電解水製造，換言之最為環保，但供應非常短缺，需研究降低其大量生產及運輸成本。』「威馳騰」雙層《氫能巴士》不久在香港道路上奔馳是好消息，但加氫站注入氫巴的是「灰氫」，即透過甲烷等化石燃料產生的氫氣，即最高碳排放的一款。

眾所周知，高中電化學讓學生知道，利用電解水可以促使水分子分解，並且分別在陽極和陰極產生兩份氫氣和一份氧氣，中學老師大概會安排這有趣和簡單的實驗，讓學生在實驗室操作而掌握這基本電化學的知識。電源可以使用 9V 的電池，利用鉛筆芯的石墨可以充當陽極和陰極，裝置接通後即可見到氣泡在覆蓋兩極的試管內源源釋出：

2H2O à H2 + O2

大型產業化的工業電解水生產流程，能有效製造純度高的氫氣和氧氣。究竟電解水得到的氫氣是「灰氫」、「藍氫」抑或是「綠氫」？答案是在於電力的來

源是來自化石燃料、核能或是再生能源，若是利用風能或太陽能產生的電力去分解水，所得到的便是「綠氫」，若它的產生是利用化石燃料，獲得便是「灰氫」。目前，電解水工業化生產氫氣的成本仍高，估計全球生產的氫氣只有約 8%是循此方法而獲得的。然而隨著化石燃料即煤、石油和天然氣等的產量下降、可持續發展理念的深化，氫能市場在遠期（2050 年左右）將形成以可再生能源為主體，從環境保護的前瞻角度展望，這方法的應用性將逐漸擴大是理所當然的！有網上文章估算，與汽油價格相比具有競爭力的氫氣售價為 2.6 元/Nm3。電解水成本偏高，降低成本主要依賴電價，由於電費佔整個水「電解制氫」生產費用的 80%左右，因此水「電解制氫」成本的關鍵在於耗能問題（附註 2），這可透過科技去進一步提高電解水的效率，或充分利用太陽能或風能等的再生能源。

『因為耶和華賜人智慧，知識和聰明都由他口而出。』箴言二 6

在世界各地大學的科學家和研究人員，不少全情投入這與民生息息相關的科研課題，致力研發生產「綠氫」，基督徒科研人員要善用神所賤的智慧，讓大地得到持續的發展。譬如傶化研究學者埋頭苦幹去研發各式各樣的固體傶化劑，藉此增加電解水的效率；另一方面，也有從事觸媒光化學反應（catalytic photochemical reaction），目的是如何促進《水分解》（water splitting）而產生「綠氫」的研發，這也是具吸引力的方向。今年在 Energy Fuels 科學雜誌發表了一篇名為「Review and Outlook of Hydrogen Production through Catalytic Processes」的回顧文章（附註 3），有系統地品評科學界近十年在這領域的發展，有些化學傶化和光傶化的過程是具備產業化的潛質。

參考資料:

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