随着人类对能源的需求量日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭的危险，化石燃料对环境的影响也不容忽视。所以，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。

氢气作为能源，越来越受到人们的关注。氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多（液氢完全燃焼约为同质量汽油的3倍），且燃烧后的产物为水（2H₂+O₂=点燃=2H₂O），不污染空气。所以，它被认为是理想的清洁，高能燃料，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源。作为高能燃料，液氢已应用于航天等领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动能源等。

目前，制备氢气的几种主要方式包括氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢（甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等）、石化资源制氢（石油裂解、水煤气法等）和新型制氢方法（生物质、光化学等）。

为了寻求经济实用的制氢方法，各国科学家一直都在努力探索中。近日，据海外媒体报道，加拿大安大略科技大学（University of Ontario Institute of Technology）的研究人员正在研究一种新方法，通过微波产生等离子体（质壁分离），将水蒸气分解成氢气。

（图片来源：greencarcongress.com）

基于微波等离子体源（MPS）的方法是一种很有前途的制氢技术。尽管此前已有有关从碳氢化合物溶液中，利用等离子体化学物制氢的研究，但是，直接利用等离子体放电，以直接分解水蒸气的研究很少，也没有关于基于天线的微波制氢的研究。

在此次研究中，研究人员设计了一种独特的新系统，采用2%的铈钨天线，以分解商用改良2.45GHz微波中的水蒸气。

在该系统中，直接放电的蒸汽流在107摄氏度时会进入定制研发的反应堆中，而该反应堆位于900W微波内，高电场产生的高能电子会加速2.45GHz微波与水蒸气分子的碰撞，从而使此类分子被电离并解离成氢和氧自由基。

在铈钨天线的尖端，水蒸气会发生电离、重组和分解。未被分解的水蒸气会在回流冷凝器中冷凝，以避免与H2（氢气）和O2（氧气）进行重组，并对产生的气体进行分离和干燥，干燥气体通过冷凝器出口流向流量计和催化氢传感器。

能量效率和可用能分别为53%和44%，最大产氢量为13.3g/kWh，产氢速率为25.7至78.3mL/s。因此，该独特系统的效率和生产率都很好，为解决能源和可持续性等重要问题带来了希望。