氢是宇宙中最丰富的元素。它虽然不可在地球上单独存在，但可以从多种资源中提取。氢能利用有着美好的将来。未来的氢能具有许多优点，比如具有可持续性——人类不必担心氢能资源的枯歇；能够增加能源使用的安全性；能够减少空气污染和减少温室气体的排放等等。氢能的使用为人类开拓了新的能源供给。然而，要充分体现氢能利用的这些优点，首先要用洁净的、高效的并且人类能够支付得起的方法来制取。而且，应该取自本地容易获得的可再生能源。长远来说，氢能具有减少人类对来自国以外的石油的依赖的潜力，它还可望减少人类在运输方面排放的碳和污染。美国能源部（DOE）对美国国内的氢能生产成本作出如下规定，即生产相当于每加仑汽油能量的氢燃料成本为2～3美元。

     开发性价比优良的氢能技术的关健挑战是如何降低氢的生产成本、运输和储存氢能的费用以及燃料电池的价格。氢能系统还需要一些有效的安全指标和标准。这不仅确保这些氢能系统安全，而且还为将来的氢能交通工具和基础设施的设计标准提供依据。

     尽管这些挑战关系重大，但它们并不是不可跨越的。美国能源部（DOE）在www.eere.energy.gov/nydrognandfuelecfls/mypp/index.ntme 登载的有关氢能、燃料电池及基礎设施的研究、开发及成果示范计划一文中概括地总结了他们在克服这些挑战中所作的努力。

      用蒸汽来改造天然气是目前生产可再生氢燃料最经济的方法。但这个方法加重了我们对石油燃料的依赖，并且将会产生越来越多的温室气体。然而，这个方法也给我们带来了某些好处。取自于本国天然气的氢燃料能够减少我们对自国外进口石油的信赖，采用这个方法还可以促进本国氢能基礎设施的建设，促使燃料电池汽车投入使用。

      目前美国能源部的国家可再生能源实验室（NREC）正在跟进好几种可再生替代能源，其中包括裂解生物质并将其产品改造为氢。美国国家可再生能源实验室的研究人员也正在探索使用廉价的太阳能、风能和其他可再生能源技术来电解水，从而产生氢。另外，他们正在研究使用光化学和光生物学的方法直接生产氢。

      光化学的方法是将一个光电池单体与一个电离器单体结合在一起，这样光能的吸收就可以直接激发水分子在电解过程中分裂。因为在这样的结论中水光电池与电解过程共用一个阳极，阴极和所有电解元件，所以这个方法势必比使用其他分离的步骤来产生电力具有高得多的效率。

      光生物的方法是利用某些微有机体—例如绿藻，具有从水中分离出氢的自然特性来获取氢。在某些情况下，这种方法不必耗费外加的能量。研究人员已经研究出这些微有机体的新的基因形式，这些微有机物在这些基因形式下可以伴随着氧而持续地产生氢。现在已可以建立一个系统人微有获取氢。这个系统运用代谢（脱硫）的方法使藻类在光会作用下的成长过程与产生氢气的状态之间不断转换和循环，从而提取此过程中产生的氢。

      总的来说，氢燃料电池将能改革我们目前的供能方式，为我们提供洁净的、更有效的方法来燃烧石油燃料。然而，在这条道路上我们仍需战胜许多挑战，才能使氢燃料电池在商业市场中具有与常规能源竞争的能力。