
氫氣有非常廣泛的應(yīng)用價值。最早期的應(yīng)用是充氫氣球,在飛機發(fā)明前人類曾經(jīng)借助熱氣球和氫氣球作為飛行交通工具,是最早實現(xiàn)飛天夢想的方式。氫氣最重要的應(yīng)用是作為燃料和工業(yè)原料,氫燃料電池技術(shù)作為有前景的新能源受到當(dāng)今世界的重視。在醫(yī)學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域,氫氣才剛剛開始被重視,氫氣的廣泛有效性、生物安全性、經(jīng)濟實惠、獲取方便等特點決定了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域巨大廣闊的應(yīng)用前景。
卡文迪什發(fā)現(xiàn)氫氣比重很小,提出將來可以用氫氣充氣球能作為飛行工具的設(shè)想。人類第一個氫氣球升空試驗是法國物理學(xué)家J A C Charles(查理)。查理根據(jù)卡文迪什的設(shè)想,制作了一個直徑3.65米(27立方)的氣球。為了獲得足夠多氫氣,他使用226公斤硫酸和450公斤鐵粉進行反應(yīng)。經(jīng)過反復(fù)嘗試,在1783年8月27日查理制成氫氣球,并在巴黎無人升空到1000米。查理氫氣球升空,當(dāng)時美國駐法國大使富蘭克林也在現(xiàn)場,當(dāng)一位懷疑者說,“有意思,可有什么用?”,這位美國大使氣憤地大聲反駁“剛出世的嬰兒有什么用!”。
氫氣剛發(fā)現(xiàn)時,人們想到的第一個用途是利用這種氣體密度小浮力大的特點制造氣球飛天。隨著對氫氣研究的深入,逐漸發(fā)現(xiàn)氫氣具有更多種重要的性質(zhì)。例如發(fā)現(xiàn)氫氣具有還原作用,可以在許多化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域作為原料。例如合成氨就是用氫氣和氮氣為原料。氫氣加入不飽和脂肪酸進行氫化,可以制造植物黃油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑等產(chǎn)品。加氫通過去硫和氫化裂解用來提煉原油。玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,可在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。
氫能源是氫氣最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。航天工業(yè)早就使用液氫作為燃料。作為燃料電池的基本燃料,氫氣是未來氫能源的能源介質(zhì)。氫氣能源的突出優(yōu)點是無碳環(huán)保,氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生水釋放能量是氫氣能源應(yīng)用的最核心過程,這個過程三個物質(zhì)都具有環(huán)境友好性,不涉及到碳的轉(zhuǎn)化利用,不給環(huán)境帶來壓力。
氫氣或氫元素在現(xiàn)代科學(xué)歷史上發(fā)揮了非常重要不可替代的作用,許多偉大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是圍繞對氫氣和氫元素的研究獲得。約翰·里格登寫的《氫的傳奇》就是圍繞這個話題展開的著名科普著作。
2007年后,氫氣的醫(yī)學(xué)生物學(xué)效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)。氫氣在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用打開了一扇新窗口。氫氣被人類長期全面研究,能采用多種簡單方法制備,獲取方便。氫氣對人體和生物的安全性極高,給這種氣體的可用性提供了基本條件。氫氣生物學(xué)效應(yīng)的多樣性,給氫氣的應(yīng)用廣泛性奠定了基本前提。經(jīng)濟簡單、高度安全、廣泛效應(yīng),讓醫(yī)學(xué)領(lǐng)域氫氣成為氫氣應(yīng)用靚麗的風(fēng)景線。未來人們有望可以通過吸入氫氣、飲用氫水、注射氫溶液、氫水洗澡、氫水農(nóng)田灌溉、氫水養(yǎng)殖等途徑全面擁抱氫生活。關(guān)于氫氣生物效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),我們將專門回答介紹。