“氢，我想对你说”征文赏析：我的“氢”缘
发布日期：2021/1/20
2020年是颇为不平静的一年，新冠病毒席卷全球，而在去年我作为国家公派访问学者的身份来美国进行新能源和氢能的学术研究和交流，而目前滞留在美国。新冠病毒大流行期间，学校停止了面授课程、实验室内实验研究暂时停止，研究组的每周讨论交流会也改在线上进行，这也使得我有了充足的时间去回味思考多年来的成长经历和研究生涯。开展课题研究以来，我的研究工作一直围绕着氢能的开发及利用。氢作为元素周期表中排在第一位，世界上最轻的元素，由于其特有的清洁、环境友好和能量密度高的性质而逐渐成为能源家族中的明星成员，国内外对氢的研究密度逐年增大。对于我，回忆从儿时至今，我和氢之间似乎有一条隐约的红线，珍珠般串联着我的成长、学习和研究的生涯。
儿时的氢气球
小时候，去公园或者游乐场，总会有小摊贩手持一大把五颜六色的漂浮的气球叫卖，偶尔大人会买一两只送给孩子玩。而我总是乐于把气球下面的线系上火柴盒或者香烟盒，调整火柴盒或者香烟盒的重量，让它恰好悬浮在空中。如果想系上更重的物品，就需要更多的气球了，一般父母总不会买更多的气球，倒不是因为钱的原因，而是说气球危险。不过一直不理解这么轻盈的小东西其危险在哪里。有一天，从小伙伴家里发现了一包未充气的婚礼时用的彩气球，我和小伙伴一人十几个，用嘴吹上气，并找来棉线认真的把气球捆绑在一起，要用这充满气的二十几个气球带上我们的玩具卡车飞上天。最后不仅玩具卡车没飞上天，气球也都掉落到地面上。我和小伙伴都很懊恼，一致认为买的气球里面充的气和我们吹出的气应该不一样，买的气球里的气应该会更好，所以能飞。这个童年失败的体验和疑惑一直埋藏在了幼时的心里，也是我未来在学习关于氢及氢能的知识时特别专注用心的原因。
中学时的化学实验
上中学时，化学课上总会不时地出现关于氢元素和氢气的知识。有一节化学课是用金属锌置换稀盐酸中的氢生成氢气的演示实验。做演示实验前，老师提前讲述了一些关于氢的背景知识，诸如“氢气是目前最轻的气体，易燃易爆，燃烧时会产生漂亮淡蓝色的火焰；市面上出售的漂浮玩具气球充的是氦气或者氢气，氦气价格昂贵，大部分商家充的是氢气，具有安全隐患”这些知识都是在老师讲解中学到的。演示实验时老师边操作边讲解，用小试管采用排水法收集产生的氢气。为了让我们直观的感受氢气的易燃易爆性质，老师用大拇指封住收集满氢气的小试管，然后对着酒精灯火焰，移开大拇指，只看到一闪而过的淡蓝色火焰伴随着“啪”清脆的声响。老师告诉我们这就是由于不纯的氢气发生爆燃，并叮嘱不要私下尝试引燃氢气。此外，老师还演示过电解水制氢，并利用电解水制备的氢气通入氢燃料电池使显示灯点亮的实验。在这些生动有趣的化学课堂上不仅学习到了氢气的相关知识，解答了童年的疑惑，也激发了对氢能知识继续开拓认识的兴趣。
氢能的课题研究
研究生阶段开始，我和氢能的接触联系越来越紧密。研究生所做的第一个课题就是关于甲烷-二氧化碳催化重整制氢的研究，为了提高生成氢气的产率和选择性，不断改变化学反应的条件和调整催化剂的配方，立志为氢气的大规模工业化生产提供一些基础的实验数据，为氢能产业的发展壮大贡献力量。随后的研究工作也接触了其他的制氢方法，比如甲烷-水蒸气的湿重整制氢、铝-水的强烈反应制氢、氨分解制氢等。目前又开始研究固体储氢材料的温和制氢-常温下氨硼烷的催化水解制氢。氨硼烷为固态物质，其水解制氢反应条件温和，产物氢气较为纯净，非常适合作为氢燃料电池汽车、船舶上的移动式制氢技术方案。也许在不远的将来，氢燃料电池电动汽车身上不再需要背负一个笨重的高压储氢瓶，直接在车上现场制备氢气，安全方便。在国外访问研究的日子里，也看到其他研究者同行为了提高氢能源电池的电化学特性而协同攻关努力的探索。应该相信随着科技人员的共同努力，这些氢能等清洁能源高科技装备会逐渐走进我们的生活中。
永续“氢”缘
改革开放以来，我国的经济社会发展水平得到了迅猛提升，但是经济的发展也伴随着巨大的能源消耗，传统化石能源（煤、石油、天然气）的消费产生的污染已经空前严重。雾霾天气增多、酸性降雨增加、极端天气频现等气候灾害警示我们必须发展新型清洁能源。氢能具有来源多样、零排放、用途广泛等技术特征，在保障能源安全、改善大气环境质量、替代传统碳基化石燃料上有着巨大的优势。随着氢燃料电池技术及氢燃料电动汽车的逐渐成熟及产业应用的推广普及，氢能的应用前景必然越来越广阔。此外，氢能除作为一个卓越的清洁能源外，目前研究者还发现氢气具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等生物学意义上的功效。一些新型的治疗保健手段如氢气吸入、氢水饮用、含氢溶液静脉注射、含氢透析液透析等在临床中逐渐得到实验验证和应用。也许在不久的将来，一种新的治疗方案“氢疗”会造福于人类的生命健康。
作为氢能能源的推崇者和研究者，我希望能与氢保持自幼而发的情谊，不忘初心，永续“氢”缘，并与国内外氢研究者一道不断开拓氢能的清洁、安全、高效的利用，让氢守护者我们人类的幸福生活。未来的氢能生活方式有着无限的想象空间：也许将来的某一天，早上我们开着自己的氢能源汽车，穿过不再有高耸烟囱的城市，辽阔的田野边流淌着叮咚作响的溪流，小路边，纳凉休憩的人群，人们一边幸福舒适的闲聊，一边饮用着具有保健疗愈功能的氢水。
来源：氢能源网 作者： 李浩杰
