前7月四川省重点项目完成投资4834.7亿元 年度投资完成率达75.8%
2022-09-08 16:19:04
在距今约140亿年前，宇宙处于一片混沌，随着一阵强烈的爆炸，诞生出了质子、中子、电子等构成物质的基本粒子，以及位于元素周期表上第一位的元素——氢（qīng）。接着，氢元素中含有多个中子的氘（dāo）、和氚（chuān）在高温和高压下聚变生成质子数为1+1＝2的氦元素。而产生出的氦又会和氢继续反应，最终，在核聚变与核裂变的作用下，形成了构成多姿多彩世界的各种元素。氢不仅是最轻的元素，而且作为构成各种各样物质元素的基础，它也是宇宙中含量最多的元素，约占据宇宙质量的75%。
【资料图】
氢元素常见的单质（由同种元素组成的纯净物）是氢气，分子式为H2，是最轻的气体。1671年，化学家罗伯特·波义尔发现铁（Fe）屑和稀释酸之间会发生反应，并产生气体，也就是氢气。历史上，最先对氢气进行过系统性研究的科学家，是英国科学家卡文迪什，除了研究氢气外，卡文迪什另一个重要的工作是测定地球密度和万有引力常量。1766年，卡文迪什用铁（Fe）和锌（Zn）等与盐酸及稀硫酸反应的方法制取氢气，并将氢气用水银槽法收集起来。
他还发现，氢气与空气混合点燃会发生爆炸。所以卡文迪什称这种气体为“可燃空气”。并指出，这种气体比普通空气轻11倍，并且不溶于水。1784年，卡文迪什发现氢和空气混合爆炸后有液体产生，接着用多种不同比例的氢和空气的混合物进行实验，断定所生成的液体是水，且定量地确认大约2体积氢气与1体积氧气恰好化合成水。三年后，法国化学家拉瓦锡正式确认氢是一种元素，并将这种氢气命名为“hydrogen”，“hydro”的意思是水，“gen”表示生成，所以氢的含义是“水的生成者”。不论是作为构成各种各样物质的元素的基础，还是作为生命之源——水的生成者，氢元素确确实实可以被称作“万物之源”。
氢气作为最清洁环保的燃料，燃烧的时候只产生水，可实现完全的零排放，能够真正体现绿色、低碳、可持续发展的原则。除了作为清洁能源，氢气在许多领域都显得举足轻重：
1.作为保护气体。电子材料、半导体材料和器件、集成电路以及电真空器件生产中，都需要高纯氢做还原气、携带气和保护气。
2.用于还原金属。在冶金工业中，有色金属如：钨、钼、钛等生产和加工过程中，使用氢作还原剂和保护气。在硅钢片、磁性材料和磁性合金生产中，也需要高纯氢气作保护气，以提高磁性和稳定性。在精密合金退火、粉末冶金生产过程中，薄板和带钢轧制中常用氢-氮做保护气。
3.用于食品贮存。在油脂工业中，将液态油氢化为固态或半固态的脂肪，生产人造奶油或肥皂工业用的硬化油。许多天然食用油具有很大程度的不饱和性，经氢化处理后，所形成产品可稳定贮存，并能抵抗细菌生长，提高油的黏度。
4.用于疾病防治。在医学领域，近年来的研究发现，氢气可以有效抑制体内的部分活性氧，继而产生抗氧化效应，在动物实验中显示出对多种氧化应激相关疾病的良好防治作用，并在初步的临床试验中取得类似的防治效果。
5.用于储存能量。氢气可以通过燃料电池以电化学反应形式直接转换成电能，用于发电及交通运输等，还可用作各种能源的中间载体。
6.燃料电池汽车。根据氢气和氧气的反应，能持续地产生电的发电装置。燃料电池汽车，燃料电池公共汽车等是用其产生的电来驱动电动机的交通工具。
7.家用燃料电池。通过从燃气中提取的氢气和空气中的氧气发生反应来发电的装置。该过程中产生的热量还可给热水系统与地暖供热。
8.氢气发动机。以氢气为燃料的内燃机的排放几乎都是水蒸气，CO2排放为零。未来有望汽车和飞机上都采用氢气发动机。
9.加氢站。对精制的氢气进行加压、并储存在高压钢瓶内、为燃料电池汽车和氢气引擎汽车加注氢气燃料的设施。
除此之外，在重要的工业合成氨和化肥的生产过程中，氢气是重要反应原料，在高温高压条件下，三分子的氢气和一分子的氮气会反应生成两分子的氨气，这一过程又被成为工业固氮，它极大提升了人类粮食的产量。氢气还能用于大型发电机组的冷却，氢气具有导热性好（导热系数是空气的8.4倍），密度小，扩散快等优点，用氢气冷却的效果好，容易输送并可循环使用。
氢，这个神奇的元素，因为它，才有了这个美丽的大千世界和我们自身。氢，还有很多神奇的地方等待人们去发现。
作为终极能源的氢气也是一种易燃易爆的气体。对于氢气安全，工采网可为各种不同的应用提供相应的氢气传感器。
