

例如氢与氧(O₂)结合形成水(H₂O),或与碳(C)结合形成甲烷(CH₄)。要获得作为能源载体的纯氢,必须将其从这些化合物中分离出来。工业规模生产主要通过甲烷(源自天然气)实现。但由于天然气开采和工业分离过程均会释放二氧化碳(CO₂)及其他污染物,此类氢气并非可持续能源。因此氢气生产依据环境影响程度划分为不同类别,其中最可持续的是绿色氢——通过可再生能源发电进行电解水制取。然而无论来源如何,氢气的储存与运输均面临挑战。气态氢仅能在200至700巴压力容器中储存,或通过液化方式实现——这需要将氢气冷却至零下253摄氏度,并使用专用低温储罐。所有这些问题使得氢能应用变得极其复杂且成本高昂。

当采用电解法生产的氢气与可再生能源发电时,所制备的氨同样具有气候中和性。这种氨的储存或运输周期越长,其作为能源载体的经济效益就越显著,相较于氢气更具优势。两者均需液化处理:氨可在低至-33℃的温度下实现液化。此外,氨储运无需高压容器。两者在成本和能耗方面均具显著优势。若要将氨中含有的氢作为能源载体(例如用于燃料电池),需通过裂解装置将其分解为组分。但这种转化无法完全实现——即使借助催化剂,该过程仍会残留氨。残留氨不仅危害空气质量,更可能损坏氢燃料电池。因此持续监测残留氨浓度至关重要,以便在后续工艺中予以清除。测量设备的检测限越低,对极微量氨浓度的测定就越可靠。Axetris的激光气体检测模块能在实时测量中探测到低于ppm级别的氨浓度,因此特别适用于此类应用场景。

此外,该领域排放量在过去三十年间持续攀升。除传统内燃机车辆外,新注册的电动汽车数量也在增长。根据所用电力的类型,电动汽车在行驶过程中产生的二氧化碳远低于内燃机车辆。但若将电动汽车的生产和报废环节纳入计算,其碳排放平衡便不再那么积极。氢燃料电池汽车可提供可持续的替代方案。氢能不仅能为私家车提供未来出行解决方案,随着技术进步,还可应用于卡车、农用车乃至船舶领域。全球范围内已有诸多前景广阔的创新项目启动。另有初步项目致力于开发直接以氨为燃料的汽车引擎。该方案可省去氨转化为氢的额外工序。由于氨本身不含碳元素,其燃烧过程与氢气相同,均不会产生二氧化碳排放。