第一節(jié) 氫氣的簡介

氫是一種化學(xué)元素，在元素周期表中位于第一位。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣。它是無色無味無臭，極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體，氫氣是最輕的氣體。醫(yī)學(xué)上用氫氣來治療疾病。  （可行性 研究 報告）

第二節(jié) 氫氣的儲存方法

氫是一種能量密度很高的清潔可再生能源，但其特殊性質(zhì)導(dǎo)致難以常溫常壓儲存，泄漏后有爆炸危險。若能突破儲存技術(shù)便可以廣泛用于各種動力設(shè)備。中國利用特殊溶液大量吸收氫氣，一立方米可以吸收超過50公斤，平?？梢?a href="http://www.ablewa.com/shwdfx/" target="_blank" class="keylink">穩(wěn)定儲存，加入催化劑便可釋放氫氣，儲氫材料可重復(fù)使用2000次。該技術(shù)國際領(lǐng)先，或引發(fā)氫能利用革命。

保存氫氣方法很多，但是高效的儲氫方法主要有：液化儲氫（成本太高，而且需要很高的能量維持其液化）；壓縮儲氫（重量密度和體積密度都很低）；金屬氫化物儲氫（體積存儲密度較高，但是重量密度低），還有一個是現(xiàn)在正在 研究 的碳納米管吸附儲氫（已經(jīng)證明在室溫和不到1bar(約一個大氣壓)的壓力下，單壁碳管可以吸附5%-10%,多壁碳納米管儲氫可達(dá)14%,但是這些報道都受到了質(zhì)疑，原因是目前尚未建立一個世界上公認(rèn)的檢測碳納米管儲氫的檢測標(biāo)準(zhǔn)）目前根據(jù)理論推算和反復(fù)驗證，大家普遍認(rèn)為可逆儲/放氫量在5%（質(zhì)量密度百分比）左右，但是即使是只有5%也是迄今為止最好的儲氫材料。

氫的儲運(yùn)技術(shù)是制約氫能發(fā)展的最主要技術(shù)瓶頸，目前其 研究 主要集中在高壓儲氧罐、輕金屬材料、復(fù)雜氫化物材料、有機(jī)液態(tài)材料等氫儲運(yùn)技術(shù)。將氫氣經(jīng)特殊處理溶解在液態(tài)材料中，實現(xiàn)氫能的常態(tài)化、安全化應(yīng)用，甚至用普通礦泉水瓶也能裝運(yùn)，這一愿景正在逐漸接近現(xiàn)實。業(yè)界認(rèn)為該技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，并有可能引發(fā)氫能利用革命。

第三節(jié) 氫氣的應(yīng)用范圍

氫是重要工業(yè)原料，如生產(chǎn)合成氨和甲醇，也用來提煉石油，氫化有機(jī)物質(zhì)作為收縮氣體，用在氧氫焰熔接器和火箭燃料中。在高溫下用氫將金屬氧化物還原以制取金屬較之其他方法，產(chǎn)品的性質(zhì)更易控制，同時金屬的純度也高。廣泛用于鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產(chǎn)。由于氫氣很輕，人們利用它來制作氫氣球——氫氣球。）氫氣與氧氣化合時，放出大量的熱，被利用來進(jìn)行切割金屬。  

利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時產(chǎn)生的能量能生產(chǎn)殺傷和破壞性極強(qiáng)的氫彈，其威力比原子彈大得多。

清潔能源，用于汽車等的燃料。為此，美國于2002年還提出了“國家氫動力計劃”。但是由于技術(shù)還不成熟，還沒有進(jìn)行大批的工業(yè)化應(yīng)用。2003年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4～8倍。認(rèn)為可能會讓同溫層的上端更冷、云層更多，還會加劇臭氧洞的擴(kuò)大。但是一些因素也可抵銷這種影響，如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術(shù)的開發(fā)等。

在常溫下，氫比較不活潑，但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下，氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫，如鹵化氫、硫化氫等；金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物，如氫化鋰、氫化鈣等。

氫是重要的工業(yè)原料，又是未來的能源，也是最清潔的燃料。

氫的同位素氘和氚可應(yīng)用于核聚變，提供能量，因為技術(shù)原因，核聚變發(fā)電還無法大量應(yīng)用。

第四節(jié) 氫氣的發(fā)展歷史

早在十六世紀(jì)，瑞士的一名醫(yī)生就發(fā)現(xiàn)了氫氣。他說：“把鐵屑投到硫酸里，就會產(chǎn)生氣泡，像旋風(fēng)一樣騰空而起。”他還發(fā)現(xiàn)這種氣體可以燃燒。然而他是一位著名的醫(yī)生，病人很多，沒有時間去做進(jìn)一步的 研究 。

十七世紀(jì)時又有一位醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了氫氣。那時人們的智慧被一種虛假的理論所蒙蔽，認(rèn)為不管什么氣體都不能單獨存在，既不能收集，也不能進(jìn)行測量。這位醫(yī)生認(rèn)為氫氣與空氣沒有什么不同，很快就放棄了 研究 。最先把氫氣收集起來并進(jìn)行認(rèn)真 研究 的是在1766年英國的一位化學(xué)家卡文迪什。

卡文迪什非常喜歡化學(xué)實驗，有一次實驗中，他不小心把一個鐵片掉進(jìn)了鹽酸中，他正在為自己的粗心而懊惱時，卻發(fā)現(xiàn)鹽酸溶液中有氣泡產(chǎn)生，這個情景一下子吸引了他。他又做了幾次實驗，把一定量的鋅和鐵投到充足的鹽酸和稀硫酸中（每次用的硫酸和鹽酸的質(zhì)量是不同的），發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的氣體量是固定不變的。這說明這種新的氣體的產(chǎn)生與所用酸的種類沒有關(guān)系，與酸的濃度也沒有關(guān)系。

卡文迪什用排水法收集了新氣體，他發(fā)現(xiàn)這種氣體不能幫助蠟燭的燃燒，也不能幫助動物的呼吸，如果把它和空氣混合在一起，一遇火星就會爆炸?？ㄎ牡鲜步?jīng)過多次實驗終于發(fā)現(xiàn)了這種新氣體與普通空氣混合后發(fā)生爆炸的極限。他在論文中寫道：如果這種可燃性氣體的含量在9.5%以下或65%以上，點火時雖然會燃燒，但不會發(fā)出震耳的爆炸聲。

隨后不久他測出了這種氣體的比重，接著又發(fā)現(xiàn)這種氣體燃燒后的產(chǎn)物是水，無疑這種氣體就是氫氣了?？ㄎ牡鲜驳?研究 已經(jīng)比較細(xì)致，他只需對外界宣布他發(fā)現(xiàn)了一種氫元素并給它起一個名稱就行了。但卡文迪什受了虛假的“燃素說”的欺騙，堅持認(rèn)為水是一種元素，不承認(rèn)自己無意中發(fā)現(xiàn)了一種新元素。

后來拉瓦錫聽說了這件事，他重復(fù)了卡文迪什的實驗，認(rèn)為水不是一種元素而是氫和氧的化合物。在1787年，他正式提出“氫”是一種元素，因為氫燃燒后的產(chǎn)物是水，便用拉丁文把它命名為“水的生成者”。  

2016年1月，英國愛丁堡大學(xué)科學(xué)家利用鉆石對頂砧制造出某種極端高壓狀態(tài)，從而生成“第五狀態(tài)氫”，即氫的固體金屬狀態(tài)。這種狀態(tài)的氫通常存在于大型行星或太陽內(nèi)核之中，分子分離成單原子，電子的行為特征像金屬電子一樣。
 

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