本文发表在 rolia.net 枫下论坛人们对建立在氢能源上的未来世界有着诗歌般的赞颂。 氢是最小，最简单的和已知的最古老的元素。 它是在宇宙大爆炸后首先出现的元素 ，是构造其他物质的基石; 并且氢是宇宙中最丰富的元素，占整个宇宙物质的75%。 尽管它在宇宙中大量存在, 但在地球上却几乎找不到纯净态的氢。 氢原子是高度活跃的： 它不愿意独自存在而喜欢和其他物质结合. 实际上，它几乎总是以化合物形式出现。 最常见的氢化合物，当然是氢氧化合物,既水，但它还有许多其他化合物形式。 氢和氮气组成氨。氢和碳结合形成最重要的有机化合物: 它是地球上所有生物的基础, 并且，对我们来讲，是所有矿物燃料(石油、天然气和煤炭)的源泉: 碳氢化合物-。
氢和其他元素结合或分离时会储存或释放能量, 正是这点使它变得非常有用。 我们可以通过观察光合作用来动态地了解一下. 光合作用是绿色植物将水、空气和阳光转换成糖的过程。 光合作用起始于太阳，阳光中的太阳能照射到叶子上将里面的水分子分解成氧原子和氢原子。 这个分离可不是那么容易完成的. 水是一种非常稳定的化合物： 它的氧原子和氢原子结合得非常紧密。
分离他们需要很多能量-在我们的例子里是一梀太阳能，最终，太阳能里的能量附着在了氢原子上. 新到的能量使得刚获得自由的氢原子非常地不稳定.为了重新稳定下来, 氢原子必须结合其他元素形成化合物来释放它的额外能量-在我们的例子里是碳原子，由此创造了新的化合物、碳水化合物, 既糖。 这就是为什么糖是高能化合物： 它包含了氢带来的太阳能。 糖，换句话说，是一种太阳能的化学物质存贮形式。氢是能量的载体。
这种化学能量一旦形成，可以通过多种方式再释放出来, 。 如果一头牛吃了叶子，氢碳之间的结合就会靠新陈代谢作用来分离. 新陈代谢本质上正好和光合作用相反. 氢和碳分离而与氧(从牛肺中获得)结合，从而形成新的分子: 水分子. 但是注意, 这是关键的一点, 为了与氧原子结合, 氢必须释放它所携带的太阳能。 在新陈代谢里，这些释放的能量以热的形式产生，使牛保持温暖，并且产生化学电子能量，驱动肌肉运动和促成其他组织生长(同时,被分离的碳原子也与氧原子结合形成二氧化碳，当牛呼吸时，释放其所携带的它自己的那份太阳能)这正是关于能量的奇妙之处： 它可以以不同的方式出现: -太阳能，化学能，机械能或者电能。
氢的这个与氧再结合并释放能量的过程被称为氧化作用，另一个通俗的说法就是燃烧. 当某个东西燃烧时，简单将就是它的一些能源载体，例如氢，与氧结合而释放它所存储的能量. 新陈代谢本质上是一种受控的燃烧:将存储在碳水化合物里的太阳能以热能和机械能的形式释放出来。 当叶子着火时，同样的事也在发生，只不过是以一种不受控的方式出现。碳水化合物同样被分离成碳和氢，并且氢立即与氧结合 (氧化)，从而产生水(以水蒸汽的形式)并以光和热的形式释放它所存储的太阳能作为。 不管是新陈代谢还是燃烧，能量转换的形式和周期本质上是相同的：以氢获取太阳能为起始, 最后以氧化而终结，然后再变成水的形态, 为下一轮的光合作用做好准备。
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从人类的观点看，氢作为能量载体最令人惊奇之处是它可以把能量存储很长时间。 假设我们的叶子没有被吃也没有被烧，而是落入一片沼泽, 最终被埋在了一定的深度. 经过成千上万年，在压力作用下它变成了煤炭。 当我们烧这块煤炭时，我们就逆转了光合作用过程，产生水和二氧化碳, 并释放出那储存已久的太阳能。
通过光合作用，大自然将上万亿千瓦小时的太阳能转化为高度浓缩的, 方便使用的形式 - 煤炭，石油或天然气。当然，大自然的这种变太阳能为碳氢化合物的方法，并不十分高效.：一片叶子平均只能转换小于1 ％它所接收到的的太阳能为化学能,变成碳水化合物的形式存储起来，并且, 9o ％它所储存的能量在后期从碳水化合物变成煤的长期过程中将被丢失.石油和天然气的转换效率甚至更低：原本储存在海洋浮游生物中的能量只有少于千分之一转化为石油或天然气, 最终被我们提取出来。因此，一加仑的汽油中所包含的能量, 是数十万瓦特的太阳能，经过多年的积累结果. 幸运的是, 尽管是如此低效率的能量积累, 但经过上亿年的时间, 大自然还是给我们留下了可观的能源. 对于我们来说, 如果人类没有发现石油这种方便,浓缩的新能源, 我们将仍被迫依靠木材, 水力或风力, 我们的工业化文明进程就绝不可能发展得如此之快。
然而，正如我们已经看到，使用石油这种能源也给我们带来了很大的弊端。首先，这种碳氢化合物的储量是有限的; 在不到150年里，我们已经用掉了很多, 如果不是大部分的储量.这些石油是经过了上亿年积累而来的.其次，燃烧这种碳氢化合物会产生一系列的有害物质, 从破坏森林的硫磺到会严重影响气候的二氧化碳.。第三，碳氢化合物，不论从效能还是使用便利性上来讲, 都不是最佳的能源载体。这个问题的关键，是碳。我们还记得，碳，在氧化时与氧结合也能释放能量。但和氢相比, 碳储存的能量要少得多.。因此，当我们燃烧碳氢化合物，例如天然气， 石油，尤其是碳丰富的煤的时候，具有高能量载体的氢所携带的能量被低能量载体的碳所抵消.。石油中碳的含量越高, 它所释放的能量就越少.更多精彩文章及讨论，请光临枫下论坛 rolia.net
氢和其他元素结合或分离时会储存或释放能量, 正是这点使它变得非常有用。 我们可以通过观察光合作用来动态地了解一下. 光合作用是绿色植物将水、空气和阳光转换成糖的过程。 光合作用起始于太阳，阳光中的太阳能照射到叶子上将里面的水分子分解成氧原子和氢原子。 这个分离可不是那么容易完成的. 水是一种非常稳定的化合物： 它的氧原子和氢原子结合得非常紧密。
分离他们需要很多能量-在我们的例子里是一梀太阳能，最终，太阳能里的能量附着在了氢原子上. 新到的能量使得刚获得自由的氢原子非常地不稳定.为了重新稳定下来, 氢原子必须结合其他元素形成化合物来释放它的额外能量-在我们的例子里是碳原子，由此创造了新的化合物、碳水化合物, 既糖。 这就是为什么糖是高能化合物： 它包含了氢带来的太阳能。 糖，换句话说，是一种太阳能的化学物质存贮形式。氢是能量的载体。
这种化学能量一旦形成，可以通过多种方式再释放出来, 。 如果一头牛吃了叶子，氢碳之间的结合就会靠新陈代谢作用来分离. 新陈代谢本质上正好和光合作用相反. 氢和碳分离而与氧(从牛肺中获得)结合，从而形成新的分子: 水分子. 但是注意, 这是关键的一点, 为了与氧原子结合, 氢必须释放它所携带的太阳能。 在新陈代谢里，这些释放的能量以热的形式产生，使牛保持温暖，并且产生化学电子能量，驱动肌肉运动和促成其他组织生长(同时,被分离的碳原子也与氧原子结合形成二氧化碳，当牛呼吸时，释放其所携带的它自己的那份太阳能)这正是关于能量的奇妙之处： 它可以以不同的方式出现: -太阳能，化学能，机械能或者电能。
氢的这个与氧再结合并释放能量的过程被称为氧化作用，另一个通俗的说法就是燃烧. 当某个东西燃烧时，简单将就是它的一些能源载体，例如氢，与氧结合而释放它所存储的能量. 新陈代谢本质上是一种受控的燃烧:将存储在碳水化合物里的太阳能以热能和机械能的形式释放出来。 当叶子着火时，同样的事也在发生，只不过是以一种不受控的方式出现。碳水化合物同样被分离成碳和氢，并且氢立即与氧结合 (氧化)，从而产生水(以水蒸汽的形式)并以光和热的形式释放它所存储的太阳能作为。 不管是新陈代谢还是燃烧，能量转换的形式和周期本质上是相同的：以氢获取太阳能为起始, 最后以氧化而终结，然后再变成水的形态, 为下一轮的光合作用做好准备。
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从人类的观点看，氢作为能量载体最令人惊奇之处是它可以把能量存储很长时间。 假设我们的叶子没有被吃也没有被烧，而是落入一片沼泽, 最终被埋在了一定的深度. 经过成千上万年，在压力作用下它变成了煤炭。 当我们烧这块煤炭时，我们就逆转了光合作用过程，产生水和二氧化碳, 并释放出那储存已久的太阳能。
通过光合作用，大自然将上万亿千瓦小时的太阳能转化为高度浓缩的, 方便使用的形式 - 煤炭，石油或天然气。当然，大自然的这种变太阳能为碳氢化合物的方法，并不十分高效.：一片叶子平均只能转换小于1 ％它所接收到的的太阳能为化学能,变成碳水化合物的形式存储起来，并且, 9o ％它所储存的能量在后期从碳水化合物变成煤的长期过程中将被丢失.石油和天然气的转换效率甚至更低：原本储存在海洋浮游生物中的能量只有少于千分之一转化为石油或天然气, 最终被我们提取出来。因此，一加仑的汽油中所包含的能量, 是数十万瓦特的太阳能，经过多年的积累结果. 幸运的是, 尽管是如此低效率的能量积累, 但经过上亿年的时间, 大自然还是给我们留下了可观的能源. 对于我们来说, 如果人类没有发现石油这种方便,浓缩的新能源, 我们将仍被迫依靠木材, 水力或风力, 我们的工业化文明进程就绝不可能发展得如此之快。
然而，正如我们已经看到，使用石油这种能源也给我们带来了很大的弊端。首先，这种碳氢化合物的储量是有限的; 在不到150年里，我们已经用掉了很多, 如果不是大部分的储量.这些石油是经过了上亿年积累而来的.其次，燃烧这种碳氢化合物会产生一系列的有害物质, 从破坏森林的硫磺到会严重影响气候的二氧化碳.。第三，碳氢化合物，不论从效能还是使用便利性上来讲, 都不是最佳的能源载体。这个问题的关键，是碳。我们还记得，碳，在氧化时与氧结合也能释放能量。但和氢相比, 碳储存的能量要少得多.。因此，当我们燃烧碳氢化合物，例如天然气， 石油，尤其是碳丰富的煤的时候，具有高能量载体的氢所携带的能量被低能量载体的碳所抵消.。石油中碳的含量越高, 它所释放的能量就越少.更多精彩文章及讨论，请光临枫下论坛 rolia.net