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氫,一個既“驚”又“喜”的存在!

   2023-12-07 上海交通大學出版社36750
核心提示:“氫”可謂是一個既驚又喜的存在

宇宙中含量最豐富的元素、最簡單的元素、與宇宙同齡的元素,這就是在元素周期表中列于第一位的“氫”。

對于我們來說,“氫”可謂是一個既驚又喜的存在。

“驚”在何處?

“氫”,伴有一系列的數字震撼:

氫氣導熱率比空氣大7倍。在相同的壓力下,氫的比熱容是氮的13.6倍,是氦的2.72倍。

在標準狀態下,空氣的傳聲速度是331m/s,而氫氣的傳聲速度是1286m/s。

每千克氫氣燃燒可釋放出120MJ能量(33.3kW·h/kg),還不包括殘留水蒸氣中所包含的20MJ/kg能量。要獲得同樣數量的能量需要2.5kg的天然氣、2.75kg石油或3.7~4.5kg的煤。

太陽的質量是地球的33萬倍,太陽光球中氫的豐度為2.5×1010,是硅的(硅的豐度按106計)25000倍(Kuroda,1983年),是太陽光球中含量最豐富的元素。據計算,氫占太陽及其行星原子總量的92%,占原子質量的74%(卡梅倫,1968年)。

地球上的海洋覆蓋面積達71%,海洋的總體積約為1.37×109km?,若把其中的氫提煉出來,約有1.4×107t,所產生的熱量是地球上礦物燃料的9000倍。

“人體分子”包含約3.75億個氫原子,氫是人體中含量最多的元素。

剛出生時的人體分子式

金屬氫內儲藏著巨大的能量,是普通TNT炸藥釋放能量的30~40倍。

用金屬氫輸電,輸電效率將達到99%以上,可使全世界的發電量增加四分之一以上。

……

“喜”又為何?

“氫”,逐漸被廣泛應用于生產生活的各個領域之中,帶來諸多助益。

能源領域

適配作用:原子量最小、導熱性最好、含量最豐富、燃燒熱值高、燃燒性能好、能量轉化效率高……

應用:航空航天中的液氫、用于交通的氫能源汽車、氫能發電供熱、氫彈……

液氫助力火箭上天

醫學領域

適配作用:具有抗氧化、抗炎癥和抗細胞凋亡的作用

應用:氫氣對人體呼吸系統、消化系統、心腦血管、皮膚、慢性病,甚至癌癥等200余種疾病(模型)都有顯著的治療和修復作用。

氫氣對各種疾病的治療和修復作用

農學領域

適配作用:調節植物的生長發育、增強植物對逆境的抵抗能力、延長果蔬貨架期和花卉的保鮮期……

應用:氫水稻、氫火龍果、氫草莓、氫中草藥、氫保鮮等多種氫農業實驗,成果頗豐。

正常栽培和氫種植澆灌對水稻生長的影響

“氫”,”驚喜“已有例證,同時引導我們相信未來的氫社會定會魅力無限、光芒萬丈。

未來氫社會

 
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