氢气“万花筒”
发表于 2024年1月
 氢元素是元素周期表中的第一号元素,化学符号为H,其原子仅包含1个质子和1个电子(供图/苗淼)

氢元素——宇宙的“元老”

对于宇宙的起源,目前学界普遍认同“大爆炸宇宙论”,即137亿年前,一个致密炽热的奇点在一次大爆炸中膨胀形成宇宙。那时,宇宙中只有氢元素和氦元素,其他元素均还没有形成。从这个意义上说,氢元素可谓整个宇宙的“元老”。即使后来宇宙中又产生了其他众多元素,氢元素依然举足轻重——它广泛存在于宇宙的各个角落,其原子总数量占宇宙的90%、总质量占宇宙的75%。

不过,氢元素的化学结构过于单一,这使它成了“爱交朋友”的元素。单质形态的氢几乎仅在大气中存在,其余的氢往往与其他元素相结合,以化合物形式存在,例如水(H2O)。

为了能稳定存在,氢原子要和另一个氢原子“成双成对”。氢气是氢元素的单质形态,其化学式为H2,即一个氢气分子中有两个氢原子(供图/苗淼)

氢能——新能源的热门选手

氢气无色无味、极易燃烧。在化学课上,你可能学过氢气燃烧的化学方程式:

2H2(氢气)+O2(氧气)=  2H2O(水)

通过上面这个化学方程式,我们可以看出,氢气的燃烧产物只有水。燃烧过程中还会释放巨大的能量——这种能量便是氢能。也就是说,氢能是通过氢气与氧气燃烧获得的,在这个过程中不会产生大气污染物,因此,氢能是一种零排放的清洁能源。

本文刊登于《知识就是力量》2024年1期
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