燃料電池技術是新能源的重大發展方向之一。雖然市場普及率遠遠不及鋰離子這類純電力動力電池，但其可持續的綠色產業鏈以及超長的續航里程使其市場對其的期待遠超純電力動力電池。近日，汽車氪獲悉，氫燃料電池技術中，最主要的耗能“氫氣”的制備技術上有了重大的突破。作為目前市場最受矚目的“石墨烯”材質在該項技術中扮演了主要角色。

氫燃料電池技術

這是一種質子交換膜燃料電池技術。其中所指的燃料并非是指氫氣作為燃料進入熱機進行燃燒化學反應取得動力。而是通過質子膜使氫氣和氧氣發生水的逆電解反應。而在這個過程中會產生可觀的電流。通過反復試驗發現，該項技術可以替代常規的然有發動機提供的動力，續航里程可達700km，排放物只有純凈的水，而其碳排放則為零。因此這項技術在節能減排環保方面的影響是巨大的。通過使用該項技術所提供的清潔能源不僅可以替代現有的動力裝置還能改善目前環境。歐洲和亞洲目前準備大力發展此項技術。

氫氣設備

在燃料電池的應用上當然不可能只限于出行的用電方面。目前日本開發的氫燃料電池應用技術可使其搭載在公共交通工具上，而其不僅可以解決自己的發電用電需求外，還能成為一個移動的動力電源裝置。可以為其他交通工具充電，還可以為樓宇等其他建筑物發電。

同時和油氣產品相比較而言，氫氣的物理特質決定了其可以構建固定的氣體加注基站，還可以構建移動式加注基站。如果在移動出行領域氫燃料帶來了非常可觀的效果，那么很有可能氫燃料電池會以家庭為單位成為今后家庭用電，辦公用電的主流趨勢。以此推測，這對于氫氣的消耗將是巨大的。因此制氫技術需要在氫燃料電池技術發展到達一個層面之前解決產能問題。

石墨烯助力氫氣制備

目前光解水制氫過程中的逆反應嚴重、氫氣難分離和存儲方面有著較多的不穩定問題，這些因素嚴重的影響了氫氣制備的產能問題。但目前通過實驗，新型材料“石墨烯”能夠很好的解決這些問題。

石墨烯能夠隔絕所有氣體和液體，卻對質子能夠放行。利用這一特點設計了一種二維碳氮材料與石墨烯基材料復合的結構。在這個三明治離形成高能電子和空穴并分別遷移中間的碳氮材料和外層的石墨烯材料上。而吸附在石墨烯基材料活性位點上的水分子在光生空穴的幫助下，發生裂解，產生質子。這些產生的質子受碳氮材料上內建靜電場驅動，可穿透石墨烯材料，運動到內部的二維碳氮材料上，并且遇到電子后反應產生氫氣。由于石墨烯唯一放行的僅僅是氫原子（質子），而光解水產生的氫氣不能穿透石墨烯材料，導致光解水產生的氫氣分子將被安全地保留在三明治復合體系內，抑制了逆反應的發生，實現了高儲氫率下的安全儲氫。

通過石墨烯的屬性不僅能夠很好的而解決光解水制氫的各種不穩定因素，還能大幅度的降低制氫的成本，提高了氫氣的純度。這在氫燃料應用上，可以為電解槽的續航里程與燃料電池的續航里程提升上有著很大的影響。