科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。资料显示：太阳每分钟射给地球的能量等于于人类一年所耗用的能量。目前太阳能利用转化率约为10%～12%。据此推算，到2020年全世界能源消费总量大约需要25万亿立升原油，如果用太阳能替代，只需要约97万公里的一块吸太阳能的“光板”就可实现。“宇宙发电计划”在理论上是完全可行的。

科学家预言：未来大规模的太阳能开发利用，有也许开辟新能源领域，从而将人类带出传统的燃火时代。

除了太阳能，利用一些自然现象产生的能，也已经列入科学家的研究领域，如对闪电、地震、火山爆发、海啸产生的能量的收集利用，将使人类利用能源进入更宽广的视野。

理想的能源——氢能

在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油与氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣与废气，不会污染环境;而煤与石油燃烧生成的是二氧化碳与二氧化硫，可分别产生温室效应与酸雨。煤与石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后专属的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。

氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量非常轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧，氢气火焰的温度可高达2500℃，因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。

在大自然中，氢的分布很广泛。水就是氢的大“仓库”，其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢;石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70%为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方式从水中制取氢，那么氢也将是一种价格等于实惠的能源。

氢的用途很广，适用性强。它不仅能用作燃料，而且金属氢化物具有化学能、热能与机械能相互转换的功能。例如，储氢金属具有吸氢放热与吸热放氢的本领，可将热量储存起来，作为房间内取暖与空调运用。

氢作为气体燃料，首先被应用在汽车上。1976年5月，美国研制出一种以氢作燃料的汽车;后来，日本也研制成功一种以液态氢为燃料的汽车;70年代末期，前联邦德国的奔驰汽车企业已对氢气进行了试验，他们仅用了五千克氢，就使汽车行驶了110公里。

用氢作为汽车燃料，不仅干净，在低温下容易发动，而且对发动机的腐蚀作用小，可延长发动机的运用寿命。由于氢气和空气能够均匀混合，完全可省去一般汽车上所用的汽化器，从而可简化现有汽车的构造。更令人感兴趣的是，只要在汽油中加入4%的氢气。用它作为汽车发动机燃料，就可节油40%，而且无需对汽油发动机作多大的改进。

氢气在一定压力与温度下很容易变成液体，因而将它用铁罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船与我国发射人造卫星的长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。

另外，运用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船与潜水艇上得到运用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍运用。

今年世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭与天然气中制取的，这就得消耗本来就很紧缺的矿物燃料;另有4%的氢是用电解水的方式制取的，但消耗的电能太多，很不划算，因此，人们正在积极寻觅研究制氢新方式。

随着太阳能研究与利用的发展，人们已最初利用阳光分解水来制取氢气。在水中放入催化剂，在阳光照射下，催化剂便能激发光化学反应，把水分解成氢与氧。例如，二氧化钛与某些含钌的化合物，就是较适用的光水解催化剂。人们预计，一旦当更有效的催化剂问世时，水中取“火”——制氢就成为也许，到那时，人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水，再加入光水解催化剂，那么，在阳光照射下，水便能不断地分解出氢，成为发动机的能源。

本世纪70年代，人们用半导体材料钛酸锶作光电极，金属铂作暗电极，将它们连在一起，然后放入水里，通过阳光的照射，就在铂电极上释放出氢气，而在钛酸锶电极上释放出氧气，这就是大家通常所说的光电解水制取氢气法。

科学家们还发现，一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物，通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。前苏联的科学家们已在湖沼里发现了这样的微生物，他们把这种微生物放在适合它生存的特殊器皿里，然后将微生物产生出来的氢气收集在氢气瓶里。这种微生物含有大量的蛋白质，除了能放出氢气外，还可以用于制药与生产维生素，以及用它作牧畜与家禽的饲料。今年，人们正在设法培养能高效产氢的这类微生物，以适应开发利用新能源的需要。

引人注意的是，许多原始的低等生物在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。日本已找到一种叫做“红鞭毛杆菌”的细菌，就是个制氢的能手。在玻璃器皿内，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成的培养液就可培养出这种细菌，这时，在玻璃器皿内便会产生出氢气。这种细菌制氢的效能颇高，每消耗五毫升的淀粉营养液，就可产生出25毫升的氢气。

美国宇航部门预备把一种光合细菌——红螺菌带到太空中去，用它放出的氢气作为能源供航天器运用。这种细菌的生长和繁殖很快，而且培养方式简单易行，既可在农副产品废水废渣中培养，也可以在乳制品加工厂的垃圾中培育。

对于制取氢气，有人提出了壹个大胆的设想：将来建造一些为电解水制取氢气的专用核电站。譬如，建造一些人工海岛，把核电站建在这些海岛上，电解用水与冷却用水均取自海水。由于海岛远离居民区，所以既安全，又经济。制取的氢与氧，用铺设在水下的通气管道输入陆地，以便供人们随时运用。

。“叶子”车如其名，白色车身顶部是一片绿色的大叶子，四个黑色轮子升分别配载三个风扇叶片， 看上去更像壹个放大版的儿童电动汽车。“这款概念车设想的是2030年的汽车，最大的亮点是革命性的自然能源转换技术概念。”“叶子”汽车重量只有470公斤，车身长为2.9米，高与宽都在1.4米左右。“叶子”车顶部的巨型叶子实际上是壹个高效光电转换器，可吸收太阳能转化为电能，并以可视化的“叶脉”方法显示能源的流动。独特的阳光追踪系统能使叶片上的太阳能晶体片随太阳照射方给而转动，无论阴天、雨天都能最大化利用太阳能。带有风扇叶片的四个车轮实际上是四个风力发电机，通过捕捉散逸的风能并转化为电能，充入自身电池储存能源，形成辅助电驱动系统，最大限度拓展利用新能源。

值得一提的是，“叶子”车体外壳采用一种可吸附二氧化碳的材质(MOFs)，能SIM绿色植物从空气中捕获二氧化碳与水分子，在微生物的作用下释放出电子形成电流，生物燃料电池再将产生的电能向锂电池充电，由电机驱动汽车。同时，它还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能为车内照明，或转化为车内空调制冷剂。

先进的能源转化技术使得“叶子”汽车不需要再进行额外的外部充电。不仅如此，汽车在自身“零排放”基础上还能将产生的多余电能反馈到社会电网中，真实实现“负排放”。