氢是最有发展前景的清洁能源

氢气是世界上已知密度最低的气体，在0℃和标准大气压下，其密度为0.0899 g/L。最早收集氢气并仔细研究其性质的人是H.卡文迪什（1731-1810）。1766年，卡文迪什向英国皇家学会提交了一份题为“人造空气实验”的研究报告，其中描述了他如何使用铁、锌和其他酸与稀硫酸、盐酸和其他酸反应产生“可燃空气”（即氢气）。他还发现，氢气与空气混合会引发爆炸。人们还发现氢和氧结合形成水。A.L.拉瓦锡（1743-1794）基于这一性质将其称为“氢”（意思是“产生水的物质”）。19世纪50年代，英国医生B.Hobson（1816-1873）在撰写《自然史新编》时，将氢翻译为“轻质气体”，意思是最轻的气体。

但由于氢气的易燃性，其安全性并不高。安全风险是什么？实验测量表明，当空气中氢气的量浓度在4.0%-75.6%之间时，它可以在明火、阳光或火花的存在下爆炸。近年来，网络上经常出现关于氢气球爆炸造成损失的新闻。安全的“氢气球”通常使用氦气作为填充气体。

但是，不要害怕氢气，纯氢气在燃烧时非常“温和”。当纯氢气在尖头喷嘴的喷嘴处点燃时，可以观察到氢气安静地燃烧，并形成浅蓝色火焰（当氢气在玻璃喷嘴处燃烧时，火焰通常呈微黄色）。当杯子放在火焰上时，杯子壁上会出现小水滴。氢气和氧气之间的反应产生水并释放大量热量。在点燃氢气之前，我们需要检查其纯度：用排水法收集一根氢气样品管，用拇指堵住，靠近火焰，移开拇指点燃。如果听到尖锐的爆炸声，则表明氢气不干净；如果只有“砰”的一声表示氢气的纯度。

氢气燃烧的唯一产物是不会造成环境污染的水。燃烧后每公斤氢气释放的热量约为汽油的三倍、酒精的3.9倍和焦炭的4.5倍。因此，氢气是最理想的清洁能源。然而，由于氢气容易气化、点火和爆炸，如何妥善解决氢能的储存和运输问题已成为发展氢能的关键。氢能被认为是21世纪最有前途的清洁能源。世纪之交，世界各国都十分重视氢作为一种新型能源的研究。

此外，氢气还是主要的工业气体和特种气体，在石化、电子、冶金、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空等领域有着广泛的应用。