氢,元素周期表里的1号元素,其所包含的质子数最少,只有一个。氢原子也是所有原子中体积最小、质量最轻的一个。
在能源方面,氢气是有待开发的理想能源。
氢气的燃烧值很高。我们可以来对比一下天然气、汽油和氢气分别燃烧相同质量所放出来的热量:如果在相同的条件下,燃烧1克天然气,根据测定,约会放出55.81千焦的热量;燃烧1克汽油,会放出约48.4千焦的热量;而燃烧1克氢气,则会放出约142.9千焦的热量。燃烧同等质量的氢气所放出的热量是天然气2.56倍,是普通汽油2.95倍。这些数据不难看出,氢气确实具备理想燃料的基本性能——燃烧值高!
氢气还非常环保,燃烧后只会生成水,对环境非常友好。
氢的来源也很广泛,只要有水,就能通过电解产生氢气了。如果水电解产生氢气,氢气燃烧又能生成水,水再进行电解,又能产生氢气,形成水和氢气间的循环,那就能很好地解决地球上的能源问题了。
可是,这么好的氢气,怎么还没有成为我们日常使用的燃料呢?
如果真能像前面所说的,水能电解氢气,氢气再燃烧生成水,形成循环,那就太完美了,但是,现实总跟理想有相当距离。
氢气的制备就不简单,虽然看似在两种物质间的循环,但是氢气燃烧生成水,会比由水产生氢气要容易太多。一个氢气球,略微遇到明火就会爆炸,但让水产生氢气,则要慢很多。试想,从水变为氢气的成本如果高于氢气燃烧的收益,那么谁愿意做将水变成氢气的事情呢?所以,人们首先要想办法降低生产氢气的成本,找到让水分解为氢气的合适途径,或者更有效的催化剂。
氢气还是易燃易爆的气体,运输、储存、使用都需要有专门设备,一点儿都不能马虎,稍遇明火就会爆炸。国家对氢气球的施放有明确的规定,禁止升空气球使用氢气。
如果仅仅将氢气用于燃料,似乎还不能发挥氢的作用,人们还在探索研究氢氧燃料电池,看能不能将氢气与氧气反应中的能量直接转化为电能。
现在氢气的应用还只停留在实验阶段,但市面上就已经流传出一些不实的言论,夸大了氢的作用,比如“超氢水”,其实根本不能起到治病救人的效果。
氢,不论他人怎么看待你,我都坚信在不久的将来,一定能真正在日常生活中看到你的身影,在世人面前展现你傲娇的面容!
(作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员)
