為什麼說氫氣是最具發展潛力的清潔能源？

氫氣是世界上已知的密度最小的氣體，在0 ℃、一個標準大氣壓下氫氣的密度為0.0899 g/L。所以我們說它輕若鴻毛，為什麼又說它重若泰山呢？且看下文。

最早把氫氣收集起來，並對它的性質仔細加以研究的是卡文迪許（H.Cavendish，1731-1810）。1766年卡文迪許向英國皇家學會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸等酸作用製得「易燃空氣」（即氫氣），他還發現氫氣與空氣混合後點燃會發生爆炸；又發現氫氣與氧氣化合生成水。拉瓦錫（A.L.Lavoisier，1743—1794）根據這一性質命名為 「hydrogen」（「生成水的物質」之意）。19 世紀50 年代英國醫生合信(B.Hobson，1816-1873）編寫《博物新編》時，把「hydrogen」翻譯為「輕氣」，意為最輕氣體。

正是因為氫氣的密度很小，所以它可作為氣球的填充氣體。但是由於氫氣具有可燃性，所以安全性不高。那麼會有什麼安全隱患呢？我們可以做一個實驗：取一個底部鑽有小孔的紙杯（或塑料杯等），用紙團堵住小孔，用向下排空氣法或排水法收集滿氫氣，把發生裝置移開，取下紙團，用燃著的木條在小孔處引燃氫氣，剛點燃時氫氣在小孔處燃燒，過一會兒突然聽到「砰」的一聲響，紙杯被高高炸起。實驗測定，氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%-75.6%時，遇明火、日光或火花會爆炸，近年來關於氫氣球爆炸致人員傷亡的新聞在互聯網上頻頻出現。比較安全的「氫氣球」常用氮氣或氦氣做填充氣。

不過，你也不要害怕氫氣，純凈的氫氣燃燒時是十分「溫順」的。在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，可以觀察到氫氣安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰（氫氣在玻璃導管口燃燒時，火焰常略帶黃色），用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上出現小液滴，氫氣與氧氣反應會生成了水並放出大量的熱。我們在點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度：用排水法收集一試管氫氣樣品，用拇指堵住，靠近火焰，移開拇指點火，若聽到尖銳的爆鳴聲，說明氫氣不純；若只有「撲」的一聲才表明氫氣純凈。

氫氣燃燒的產物只有水，對環境不產生任何污染。而且熱值高，熱值高居各種常見燃料之冠，每千克氫氣燃燒後放出的熱量約為汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍，所以氫氣是最理想的清潔能源。但是，由於氫氣易氣化、著火、爆炸，因此如何妥善解決氫能的貯存和運輸問題也就成為開發氫能的關鍵。氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，現世界各國對以氫氣為新型能源的研究頗為重視。

除此之外，氫氣也是最重要的工業氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業、冶金工業、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。

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作者： 科學原理一點通 [責任編輯: 錢琪瑩]