氢能的开发和利用
不过，更先进的是，美国在50年代就使用液氢作为超音速和亚音速飞机的燃料，从而将B57双发轰炸机改装成氢发动机，氢动力飞机升空。尤其是1957年前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国飞船上天，以及1968年阿波罗飞船紧随其后，实现了人类首次登月的创举。这一切都有赖于氢燃料的功劳。面对科学的21世纪，先进的高速远程氢动力飞机和航天器商业化运营的日子已经不远了。过去的帝王梦，将由现代人来实现。用氢气代替汽油作为汽车发动机的燃料，日本、美国、德国等许多汽车公司都进行了试验。技术可行，目前主要问题是廉价氢气的来源。氢气是一种高效燃料，每千克氢气燃烧产生的能量为33.6千瓦时，几乎是汽车燃烧的2.8倍。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播快，点火能量低(易点燃)，因此氢能汽车的燃料总利用效率可比汽油车高20%。当然，氢气燃烧的主要产物是水，只有极少的氢化氮，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化硫等污染环境的有害成分。氢能汽车是最清洁的理想交通工具。
目前氢动力汽车将采用金属氢化物作为储氢材料，释放氢气所需的热量可由发动机冷却水和排气热提供。目前氢动力汽车有两种，一种是氢燃料汽车，另一种是氢掺汽油汽车。只要对掺氢汽车的发动机稍加改动或不改动，就可以提高燃料利用率，降低尾气污染。使用氢含量约为5%的汽车，平均热效率可提高15%，汽油可节省约30%。所以近期会更多的使用掺氢汽车，在氢气可以大量供应后会推广全氢汽车。奔驰先后推出了各种燃氢汽车，包括面包车、公交车、邮车、轿车。以燃氢面包车为例，用200公斤钛铁合金氢化物做油箱，代替65升汽油箱，可连续行驶130公里以上。德国奔驰制造的掺氢车可以在高速公路上跑，车上用的储氢盒也是钛铁合金氢化物。
掺氢汽车的特点是汽油和氢气的混合燃料可以工作在稀稀油区，可以改善整个发动机的燃烧状况。在中国，当交通拥挤时，汽车发动机大多在部分负荷下运行，因此使用掺氢汽车尤其有利。特别是一些工业剩余氢气(如合成氨生产)无法回收。如果将其用作掺氢燃料，其经济和环境效益是令人满意的。大型电站，无论是水电、火电还是核电，都是把发出的电送到电网，电网再输送给用户。但各种用户的负荷是不一样的，电网有时是高峰，有时是低谷。为了调节高峰负荷，往往需要启动电网中快速灵活的电站，而氢发电最适合扮演这一角色。氢气和氧气燃烧形成氢氧发电机组。这个装置是一个装有发电机的火箭式内燃机。它不需要复杂的蒸汽锅炉系统，所以结构简单，维护方便，启动迅速，想什么时候启动就什么时候启动。当电网低负荷时，它还可以吸收多余的电来电解水，生产氢气和氧气，用于高峰时段发电。这种调整有利于网络的运行。此外，氢气和氧气可以直接改变常规火力发电机组的运行状态，提高电站的发电能力。比如氢氧燃烧构成磁流体发电，用液氢冷却发电装置，从而提高机组的功率。
较新的氢发电方式是氢燃料电池。这是一种利用氢气和氧气(进入空气中)通过电化学反应直接产生电能的装置。换句话说，也是水电解槽产生的氢气和氧气的逆反应。自20世纪70年代以来，日本、美国和其他国家加强了对各种燃料电池的研究，现在它们已经进入商业开发。日本建立了万千瓦燃料电池电站，美国有30多家厂商在开发燃料电池。德国、英国、法国、荷兰、丹麦、意大利和奥地利的20多家公司也投入了燃料电池的研究，这种新型发电方式引起了世界的关注。
燃料电池的简单之处在于，它直接将燃料的化学能转化为电能，不需要燃烧，能量转化效率可达60%-80%，污染和噪音小，装置可大可小，非常灵活。起初，这种发电装置体积很小，价格昂贵，主要用于航天供电。现在价格大幅降低，逐渐转向地面应用。目前燃料电池种类繁多，主要有以下几种:固体氧化物燃料电池被认为是第三代燃料电池，其工作温度约为1000℃，发电效率可超过60%。目前很多国家都在研究，适合建大型电站。西屋公司正在开发，发电成本预计低于每千瓦时20美分。
此外，还有几种类型的燃料电池，如碱性燃料电池，它们在200℃左右工作，发电效率高达60%，并且不使用贵金属作为催化剂。瑞典为潜艇开发了一种200千瓦的装置。美国阿波罗飞船上最早使用的小型燃料电池叫美式，其实就是离子交换膜燃料电池。其发电效率高达75%，工作温度低于100℃，但必须使用纯氧作为氧化剂。后来，美国开发了氢动力汽车的燃料电池。一次充氢300公里可行，时速可达100公里。这是一种可逆质子交换膜燃料电池，最高发电效率达80%。
燃料电池的理想燃料是氢气，因为它是电解制氢的逆反应。燃料电池的主要用途不仅是建立固定电站，还特别适合移动电源和车船电源，因此也是未来氢能利用的孪生兄弟。随着制氢技术的发展和化石能源的缺乏，氢能利用迟早会进入家庭，首先是发达的大城市，它可以像城市燃气一样通过氢气管道送到千家万户。每个用户使用一个金属氢化物储存罐储存氢气，然后连接厨灶、卫生间、氢冰箱、空调等。分别与车库中的汽车充氢设备连接。人们的生活依赖于一条氢能源管道，它可以代替煤气、暖气甚至电力管道，甚至连汽车的加油站都省掉了。这样一个清洁便捷的氢能系统，将为人们创造一个舒适的生活环境，减少许多繁杂的事务。
氢能在工业领域(如切割和焊接)有着非常悠久的历史，特别是在珠宝加工业、有机玻璃制品的火焰抛光、连铸钢坯切割、制药厂注水的抽拉和密封等领域。
作为一种新能源，其安全性已引起广泛关注。从技术上讲，使用氢气是绝对安全的。氢在空气中有很强的扩散性。当它泄漏或燃烧时，它可以迅速垂直上升到空中，消失得无影无踪。氢气本身没有毒性和放射性，不会对人体造成伤害，也不会产生温室效应。科学家们做了大量的氢能安全试验，证明氢气是一种安全的燃料。比如汽车着火试验，分别点燃装满氢气和天然汽油的油箱。这样一来，以氢气为燃料的汽车着火后，氢气燃烧剧烈，但火焰始终向上冲，对汽车的损害很慢，车上的人有很长时间逃生。然而，使用天然燃料的汽车着火后，由于天然气比空气重，火焰会向汽车周围蔓延，迅速包围汽车，伤害车内人员的安全。