氫氣

常溫常壓下，氫氣是一種極易燃燒，無色透明、無臭無味的氣體。氫氣是已知的密度較小的氣體，氫氣的質量只有空氣的1/14，即在0 ℃時，一個標準大氣壓下，氫氣的密度為0.0899 g/L。所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體（由于氫氣具有可燃性，安全性不高，飛艇現(xiàn)多用氦氣填充）。氫氣是相對分子質量較小的物質，主要用作還原劑。

氫氣 (H2) 早于16世紀初被人工制備，當時使用的方法是將金屬置于強酸中。1766–1781年，亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)氫元素，氫氣燃燒生成水(2H?+O?=2H?O)，拉瓦錫根據(jù)這一性質將該元素命名為 “hydrogenium”（“生成水的物質”之意，"hydro"是“水”，"gen"是“生成”，"ium"是元素通用后綴）。19 世紀50 年代英國醫(yī)生合信(B.Hobson）編寫《博物新編》(1855 年）時，把"hydrogen"翻譯為“輕氣”，意為較輕氣體。

現(xiàn)在工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業(yè)的裂化反應和生產氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中，造成“氫脆”現(xiàn)象，使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料（如蒙耐爾合金），設計也更加復雜。

特點

優(yōu)點

一、資源豐富。以水為原料，電解便可獲得。水資源在地球上相對主要燃料石油，煤也較豐富。

二、熱值高。氫燃燒的熱值高居各種燃料之冠，據(jù)測定，每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8J，為石油熱值的3倍多。因此，它貯存體積小，攜帶量大，行程遠。

三、氫為燃料潔凈。氫的燃燒產物是水，對環(huán)境不產生任何污染。相反，以汽油，柴油為燃料的車輛，排放大量氮氧化物、四乙基鉛[Pb(C2H5)4]，會導致酸雨，酸霧和嚴重的鉛中毒。更重要的是，廢氣中還含有3，4-苯并芘的強致癌物質，污染大氣，危害健康。現(xiàn)各國對以氫為新型能源的研究頗為重視。日本于1984年5月24日在富士高速公路以每小時200千米速度試車（以氫為燃料）成功。

缺點

氫氣要安全儲藏和運輸并不容易，它重量輕、難捉摸、擴散速度快，需低溫液化，會導致閥門堵塞并形成不必要的壓力

應用領域

氫氣生物學效應

早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究，后來2001年才有法國學者將高壓氫用于治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸后的反應，顯然觀察結果證明氫氣對動物沒有產生顯著的影響。關于氫氣的生物學效應，較熱鬧地當然屬于潛水醫(yī)學，因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫(yī)學研究單位深入研究，作為呼吸氣體的重要前提是該氣體的安全性，就是不能對人體產生明顯的影響，包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫(yī)學研究證明呼吸氫氣是非常安全的，但也同時給人們一種深刻印象，呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學效應的。2007年日本學者報道，動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基，顯著改善腦缺血再灌注損傷，采用化學反應、細胞學手段證明，氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而后兩者是氧化損傷的重要介質，體內缺乏他們的清除機制，是多種疾病發(fā)生的重要基礎。隨后他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型，證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。采用飲用飽和氫水可治療應激引起的神經損傷和基因缺陷氧化應激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學器官移植中心學者Nakao等隨后證明，呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎癥損傷，飲用飽和氫水可治療心臟移植后心肌損傷、腎臟移植后慢性腎病。國內第四軍醫(yī)大學謝克亮等的研究證明，呼吸氫氣能治療動物系統(tǒng)炎癥、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學軍等的研究也證明，呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨后，孫學軍等成功制備了飽和氫注射液，并與國內40多家實驗室開展合作，先后發(fā)現(xiàn)該注射液對疼痛、關節(jié)炎、急性胰腺炎、老年性癡呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創(chuàng)傷、慢性低氧、腹膜炎、結腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明，氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應用前景。

工業(yè)用途

1.氫是主要的工業(yè)原料，也是重要的工業(yè)氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來制取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現(xiàn)氧化的生產中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中，在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業(yè)中，需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由于氫的高燃料性，航天工業(yè)使用液氫作為燃料。

2.用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料，冶金用還原劑，石油煉制中加氫脫硫劑等