宇宙之源和生命之光：氫

秦寺

氫是宇宙中最古老的元素，太陽誕生之前它就已經存在了;宇宙一切物質都出自于氫;水中有它，太陽的能量來源于它，將來地球的能源也指望它。讓我們一起來了解氫的奇妙。

宇宙元素之母

氫在地球上似乎不太起眼，地殼里的氫大約只占總質量的1%，大氣里的氫也只占大氣總體積的二百萬分之一。然而，放眼整個宇宙，氫卻是最主要的元素，氫原子占了整個宇宙原子數的88.6%，在宇宙中無處不在。氫也是誕生最早的元素，科學家們普遍認為，宇宙大爆炸之后生成了中子和質子，中子和質子結合成原子核，原子核捕獲電子形成氫原子。許多氫原子通過引力作用，不斷發生聚變反應，釋放出巨大能量，催生了第一代恒星。后來，通過恒星對氫元素的不斷“加工”，形成其他各種元素，才有了今天多姿多彩的宇宙和生機盎然的地球。

氫就在水中

水分子的化學式是H2O，其中H代表氫原子，O代表氧原子，也就是說，每個水分子都是由2個氫原子和1個氧原子結合成的。生命離不開水，加上氫是能量之源，氫可真是生命的親密伙伴。

給汽車加點氫氣

2014年，一家日本的汽車制造公司研發出了世界上第一款氫能源汽車，每次只需要充氣3分鐘，就可行駛600千米以上的距離，不比現在普通汽車滿油的行車距離少。該公司還生產出氫能源公交車，并已在日本投入使用。

生命能量的來源

地球上一切生命所需的能源全部來自于太陽氫聚變釋放的能量。太陽中的氫元素含量至今都十分豐富，其質量占到太陽總質量的71%。在太陽內部高溫高壓的環境中，大量氫原子發生聚變反應，釋放出巨大能量，并以光和熱的形式向周圍輻射開來，使地球生命的生存和繁衍成為可能。

最輕的氣體

氫氣是世界上已知密度最小的氣體，即在同等體積下，氫氣是質量最輕的氣體，因此，大氣里的氫氣含量不高，而且大多集中在大氣層頂部。以前，人們曾用氫氣來填充飛艇、氫氣球，但當氫氣與氧氣混合達到一定比例時，氣體遇到靜電、明火或電火花就很容易燃燒或爆炸，十分危險，因此氫氣不再作為填充氣體，而被不易燃燒的氦氣取代。

優秀的能源

隨著化石燃料日益枯竭，人類急需找到一種高效、安全、清潔而且儲量豐富的新能源，氫就是一位優秀的候選者。首先，它完全燃燒后產生的能量很高，每燃燒1千克氫氣可產生14萬千焦的熱量，可供一輛小汽車行駛大約40千米，同等質量的汽油只能讓小汽車行駛大約13千米;其次，氫氣在氧氣中燃燒只產生水，不會產生其他污染環境的物質，非常清潔、環保;而且，氫氣燃燒生成的水也是人類賴以生存的資源，可以循環利用;最后，氫氣很容易獲得，因為水中就有氫，可以說，一旦技術成熟，氫能源幾乎是用之不竭的。

有人還設想，當人類在太空旅行時，如果沒有能源了，也可以從太空中隨處獲得氫，但目前技術上還無法做到。