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氫
本詞條是多義詞，共2個義項
元素周期表中第一位化學(xué)元素
基本信息
| 中文名 | 氫 |
| 警示術(shù)語 | F+：很易燃物質(zhì) |
| 別名 | 拉丁文名：Hydrogenium |
| 分子量 | 1.00794 |
| 符號 | H |
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歷史發(fā)展
早在十六世紀(jì)，瑞士的一名醫(yī)生就發(fā)現(xiàn)了氫氣。他說：“把鐵屑投到硫酸里，就會產(chǎn)生氣泡，像旋風(fēng)一樣騰空而起。”他還發(fā)現(xiàn)這種氣體可以燃燒。然而他是一位著名的醫(yī)生，病人很多，沒有時間去做進(jìn)一步的研究。
十七世紀(jì)時又有一位醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了氫氣。但那時人們認(rèn)為不管什么氣體都不能單獨存在，既不能收集，也不能進(jìn)行測量。這位醫(yī)生認(rèn)為氫氣與空氣沒有什么不同，很快就放棄了研究。
卡文迪什非常喜歡化學(xué)實驗，有一次實驗中，他不小心把一個鐵片掉進(jìn)了鹽酸中，他正在為自己的粗心而懊惱時，卻發(fā)現(xiàn)鹽酸溶液中有氣泡產(chǎn)生，這個情景一下子吸引了他。他又做了幾次實驗，把一定量的鋅和鐵投到充足的鹽酸和稀硫酸中（每次用的硫酸和鹽酸的質(zhì)量是不同的），發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的氣體量是固定不變的。這說明這種新的氣體的產(chǎn)生與所用酸的種類沒有關(guān)系，與酸的濃度也沒有關(guān)系。
氫氣
隨后不久他測出了這種氣體的比重，接著又發(fā)現(xiàn)這種氣體燃燒后的產(chǎn)物是水，無疑這種氣體就是氫氣了。卡文迪什的研究已經(jīng)比較細(xì)致，他只需對外界宣布他發(fā)現(xiàn)了一種氫元素并給它起一個名稱就行了。但卡文迪什受了“燃素說”的影響，堅持認(rèn)為水是一種元素，不承認(rèn)自己無意中發(fā)現(xiàn)了一種新元素。
后來拉瓦錫聽說了這件事，他重復(fù)了卡文迪什的實驗，認(rèn)為水不是一種元素而是氫和氧的化合物。在1787年，他正式提出“氫”是一種元素，因為氫燃燒后的產(chǎn)物是水，便用拉丁文把它命名為“水的生成者”。
2016年1月，英國愛丁堡大學(xué)科學(xué)家利用鉆石對頂砧制造出某種極端高壓狀態(tài)，從而生成“第五狀態(tài)氫”，即氫的固體金屬狀態(tài)。這種狀態(tài)的氫通常存在于大型行星或太陽內(nèi)核之中，分子分離成單原子，電子的行為特征像金屬電子一樣。
含量分布
氫的原子光譜
物化屬性
元素簡介
氫是原子序數(shù)為1的化學(xué)元素，化學(xué)符號為H (Hydrogenium)，在元素周期表中位于第一位。其原子質(zhì)量為1.00794u，是最輕的元素，也是宇宙中含量最多的元素，大約占據(jù)宇宙質(zhì)量的75%。主星序上恒星的主要成分都是等離子態(tài)的氫。而在地球上，自然條件形成的游離態(tài)的氫單質(zhì)相對罕見。
氫最常見的同位素是氕（piē），含1個質(zhì)子，不含中子。在離子化合物中，氫原子可以得一個電子成為氫陰離子（以 H 表示）構(gòu)成氫化物，也可以失去一個電子成為氫陽離子（以 H 表示，簡稱氫離子），但氫離子實際上以更為復(fù)雜的形式存在。氫與除稀有氣體外的幾乎所有元素都可形成化合物，存在于水和幾乎所有的有機物中。它在酸堿化學(xué)中尤為重要，酸堿反應(yīng)中常存在氫離子的交換。氫作為最簡單的原子，在原子物理中有特別的理論價值。對氫原子的能級、成鍵等的研究在量子力學(xué)的發(fā)展中起了關(guān)鍵作用。
氫氣（H）最早于16世紀(jì)初被人工合成，當(dāng)時用的方法是將金屬置于強酸中。1766～81年，亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)氫氣是一種與以往所發(fā)現(xiàn)氣體不同的另一種氣體，在燃燒時產(chǎn)生水，這一性質(zhì)也決定了拉丁語“hydrogenium”這個名字（“生成水的物質(zhì)”之意）。常溫常壓下，氫氣是一種極易燃燒，無色透明、無臭無味的氣體。
氫原子則有極強的還原性。在高溫下氫非常活潑。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。
具體性質(zhì)
顏色 | 常溫下為無色氣體 |
熔點 | 14 .025 K （-259 .125 ℃） |
沸點 | 20 .268 K （-252 .882 ℃） |
13.8033 K （-259 ℃）7.042kPa | |
臨界點 | 32.97 K (-240 ℃) 1.293MPa |
摩爾體積 | 22 .4L/mol |
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同位素
氫是唯一的其同位素有不同的名稱的元素。（歷史上每種元素的不同同位素都有不同的名稱，現(xiàn)已不再使用。）D 和 T 也可以用作氘（deuterium）和氚（tritium）的符號，但 P 已作為磷的符號，故不再作為氕（protium）的符號。按照IUPAC的指引，D 或 H 和 T 或 H 都可以使用，但推薦使用 H 和 H(同位素相對原子質(zhì)量不同），生活中通常使用氕。
氫的同位素氕的電子排布
氕（piē）（氫1，H）
氚（chuān）（氫3，超重氫，T）
以人工方法合成的同位素有：氫4、氫5、氫6、氫7
氕（氫-1）
氘（氫-2）
氘為氫的一種穩(wěn)定形態(tài)同位素，也被稱為重氫，元素符號一般為2H或D。它的原子核由一顆質(zhì)子和一顆中子組成。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一。氫（H）的同位素，其相對原子質(zhì)量為普通輕氫的二倍，少量的存在于天然水中，用于核反應(yīng)，并在化學(xué)和生物學(xué)的研究工作中作示蹤原子（deuterium）——亦稱“重氫”,元素符號D。
氚，亦稱超重氫，是氫的同位素之一，元素符號為T或3H。它的原子核由一顆質(zhì)子和兩顆中子所組成，并帶有放射性，會發(fā)生β衰變，其半衰期為12.43年。自然界中存在極微，從核反應(yīng)制得。主要用于熱核反應(yīng)。
氫-4
氫-4是氫的同位素之一，它包含了質(zhì)子和三個中子。在實驗室里，是用氘的原子核來轟炸氚的原子核，來合成一個氫4的原子核。在這過程中，氚的原子核會從氘的原子核上吸收一個中子。氫4的質(zhì)量為4.0279121U，半衰期為9.93696×10 秒。
氫-4.1
氫-4.1結(jié)構(gòu)上類似氦，它包含了2個質(zhì)子和2個中子，但因其中一個電子是渺子，但由于渺子的軌道特殊，軌道非常接近原子核，而最內(nèi)側(cè)的電子軌道與渺子的軌道相較之下在很外側(cè)，因此，該渺子可視為原子核的一部份，所以整個原子可視為：原子核由1個渺子、2個質(zhì)子和2個中子組成、外側(cè)只有一個電子，因此可以視為一種氫的同位素，也是一種奇異原子。一個渺子重約0.1U，故名氫- 4.1（4.1H）。氫-4.1原子可以與其他元素反應(yīng)，和行為更像一個氫原子不是像惰性的氦原子。
氫-5是氫的同位素之一，它的原子核包含了四個中子和一個質(zhì)子，在實驗室里用一個氚的原子核來轟炸氚，這讓氚吸收兩個氚原子核的質(zhì)子而形成了氫5。氫5的半衰期非常短，只有8.01930×10 秒。
氫-6
氫-7
氫-7是不穩(wěn)定的氫同位素之一，它包含了一個質(zhì)子和六個中子，
圖表
符號 | 質(zhì)子數(shù) | 原子質(zhì)量單位(u) | 半衰期 | 原子核自旋 | 豐度 | 豐度的變化率 | |
H | 1 | 0 | 1 .007,825,032,07(10) | 穩(wěn)定 [>2 .8×1023 年] | 1/2+ | 0 .999885(70) | 0 .999816～0 .999974 |
H | 1 | 1 | 2 .0141017778(4) | 穩(wěn)定 | 1+ | 0 .000115(70) | 0 .000026～0 .000184 |
H | 1 | 2 | 3.0160492777(25) | 12 .32(2) 年 | 1/2+ | ||
H | 1 | 3 | 4 .02781(11) | 2- | |||
H | 1 | 4 | 5 .03531(11) | >9 .1×10 s | (1/2+) |
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備注：畫上＃號的數(shù)據(jù)代表沒有經(jīng)過實驗的證明，只是理論推測而已，而用括號括起來的代表數(shù)據(jù)不確定性。
氫氣生物學(xué)效應(yīng)
早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究，后來2001年才有法國學(xué)者將高壓氫用于治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸后的反應(yīng)，顯然觀察結(jié)果證明氫氣對動物沒有產(chǎn)生顯著的影響。關(guān)于氫氣的生物學(xué)效應(yīng)，最熱鬧地當(dāng)然屬于潛水醫(yī)學(xué)，因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫(yī)學(xué)研究單位深入研究，作為呼吸氣體的最重要前提是該氣體的安全性，就是不能對人體產(chǎn)生明顯的影響，包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫(yī)學(xué)研究證明呼吸氫氣是非常安全的，但也同時給人們一種深刻印象，呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學(xué)效應(yīng)的。2007年日本學(xué)者報道，動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基，顯著改善腦缺血再灌注損傷，采用化學(xué)反應(yīng)、細(xì)胞學(xué)手段證明，氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而后兩者是氧化損傷的最重要介質(zhì)，體內(nèi)缺乏他們的清除機制，是多種疾病發(fā)生的重要基礎(chǔ)。隨后他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型，證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。采用飲用飽和氫水可治療應(yīng)激引起的神經(jīng)損傷和基因缺陷氧化應(yīng)激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學(xué)器官移植中心學(xué)者Nakao等隨后證明，呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎癥損傷，飲用飽和氫水可治療心臟移植后心肌損傷、腎臟移植后慢性腎病。國內(nèi)第四軍醫(yī)大學(xué)謝克亮等的研究證明，呼吸氫氣能治療動物系統(tǒng)炎癥、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學(xué)軍等的研究也證明，呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨后，孫學(xué)軍等成功制備了飽和氫注射液，并與國內(nèi)40多家實驗室開展合作，先后發(fā)現(xiàn)該注射液對疼痛、關(guān)節(jié)炎、急性胰腺炎、老年性癡呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創(chuàng)傷、慢性低氧、腹膜炎、結(jié)腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明，氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應(yīng)用前景。
世界紀(jì)錄
制取方法
貯存方法
氫是一種能量密度很高的清潔可再生能源，但其特殊性質(zhì)導(dǎo)致難以常溫常壓儲存，泄漏后有爆炸危險。若能突破儲存技術(shù)便可以廣泛用于各種動力設(shè)備。中國利用特殊溶液大量吸收氫氣，一立方米可以吸收超過50公斤，平常可以穩(wěn)定儲存，加入催化劑便可釋放氫氣，儲氫材料可重復(fù)使用2000次。該技術(shù)國際領(lǐng)先，或引發(fā)氫能利用革命。
保存氫氣方法很多，但是高效的儲氫方法主要有：液化儲氫（成本太高，而且需要很高的能量維持其液化）；壓縮儲氫（重量密度和體積密度都很低）；金屬氫化物儲氫（體積存儲密度較高，但是重量密度低），還有一個是現(xiàn)在正在研究的碳納米管吸附儲氫（已經(jīng)證明在室溫和不到1bar(約一個大氣壓)的壓力下，單壁碳管可以吸附5%-10%,多壁碳納米管儲氫可達(dá)14%,但是這些報道都受到了質(zhì)疑，原因是目前尚未建立一個世界上公認(rèn)的檢測碳納米管儲氫的檢測標(biāo)準(zhǔn)）目前根據(jù)理論推算和反復(fù)驗證，大家普遍認(rèn)為可逆儲/放氫量在5%（質(zhì)量密度百分比）左右，但是即使是只有5%也是迄今為止最好的儲氫材料。
氫的儲運技術(shù)是制約氫能發(fā)展的最主要技術(shù)瓶頸，目前其研究主要集中在高壓儲氧罐、輕金屬材料、復(fù)雜氫化物材料、有機液態(tài)材料等氫儲運技術(shù)。將氫氣經(jīng)特殊處理溶解在液態(tài)材料中，實現(xiàn)氫能的常態(tài)化、安全化應(yīng)用，甚至用普通礦泉水瓶也能裝運，這一愿景正在逐漸接近現(xiàn)實。業(yè)界認(rèn)為該技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，并有可能引發(fā)氫能利用革命。
2014年9月9日，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)可持續(xù)能源實驗室開發(fā)的液態(tài)儲氫技術(shù)已經(jīng)完成了實驗室階段的研究，正準(zhǔn)備進(jìn)行大規(guī)模中試和工程化試驗。
團(tuán)隊利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，成功攻克了氫能在常溫常壓下難以貯存和釋放這一技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運輸，而且克服了傳統(tǒng)高壓運輸高成本、高風(fēng)險的弊病，所儲氫在溫和條件下加催化劑釋放后即可使用。儲氫材料的技術(shù)性能指標(biāo)超過了美國能源部頒布的車用儲氫材料標(biāo)準(zhǔn)。
作用用途
氫[化學(xué)元素]
清潔能源，用于汽車等的燃料。為此，美國于2002年還提出了“國家氫動力計劃”。但是由于技術(shù)還不成熟，還沒有進(jìn)行大批的工業(yè)化應(yīng)用。2003年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4～8倍。認(rèn)為可能會讓同溫層的上端更冷、云層更多，還會加劇臭氧洞的擴大。但是一些因素也可抵銷這種影響，如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術(shù)的開發(fā)等。
在常溫下，氫比較不活潑，但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下，氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫，如鹵化氫、硫化氫等；金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物，如氫化鋰、氫化鈣等。
氫是重要的工業(yè)原料，又是未來的能源，也是最清潔的燃料。
醫(yī)學(xué)用途
一、氫氣治療疾病的概況
2007年，Ohsawa的關(guān)于氫氣選擇性抗氧化和對大鼠腦缺血治療作用的報道是該領(lǐng)域具有開創(chuàng)意義的工作。雖然早在1975年和2001年就有關(guān)于氫氣抗氧化的報道，但2001年是研究呼吸800 kpa氫氣14天的效應(yīng)，而2007年報道是呼吸2kpa氫氣不足1小時的效應(yīng)，兩者分壓相差400倍，呼吸時間相差600倍，所以這絕對是完全不同性質(zhì)的工作。該研究將大鼠中動脈臨時阻斷90分鐘（將一根縫合線插到大腦中動脈起始段），然后再灌流，這是經(jīng)典的腦中風(fēng)動物模型，類似腦缺血后再恢復(fù)血流的情況。在恢復(fù)血液供應(yīng)前5分鐘開始給動物呼吸含氫氣1、2、4%的混合氣體35分鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動物腦組織壞死體積非常顯著地減少。日本學(xué)者將這種作用歸因于氫氣可以選擇性中和羥基自由基（羥基自由基是生物體毒性最強的自由基），盡管氫氣也可以中和亞硝酸陰離子，但作用比較弱。該文章發(fā)表后，迅速引起國際上的廣泛關(guān)注，大批臨床和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)者迅速跟進(jìn)，到現(xiàn)在已經(jīng)有63個疾病類型被證明可以被氫氣有效治療。每年氫氣生物學(xué)文章數(shù)量，如2007年3篇、2008年15篇、2009年26篇、2010年50篇、2011年63篇、2012年95篇，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。氫氣的分子效應(yīng)可在多種組織和疾病存在，例如大腦、脊髓、眼、耳、肺、心、肝、腎、胰腺、小腸、血管、肌肉、軟骨、代謝系統(tǒng)、圍產(chǎn)期疾病和炎癥等。在上述這些器官、組織和疾病狀態(tài)中，氫氣對器官缺血再灌注損傷和炎癥相關(guān)疾病的治療效果最顯著，有4篇文章涉及到惡性腫瘤。
二、氫氣治療疾病的病理生理學(xué)機制
目前關(guān)于氫氣治療疾病病理生理學(xué)機制主流觀點仍是氫氣的選擇性抗氧化，在選擇性抗氧化基礎(chǔ)上，人們相繼證明氫氣對各類疾病過程中的氧化損傷，炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和血管異常增生等具有治療作用。活性氧在各類心腦血管疾病如中風(fēng)和心肌梗死、代謝性疾病如糖尿病動脈硬化等人類重要急性和慢性疾病的病理生理進(jìn)程中扮演了重要角色，它是分子氧在還原過程中的中間產(chǎn)物，包括以氧自由基形式存在和非氧自由基形式存在的兩大類物質(zhì)，其中氧自由基又包括羥自由基、超氧陰離子、一氧化氮、亞硝酸陰離子等物質(zhì)。生理情況下，活性氧在體內(nèi)不斷產(chǎn)生，也不斷被清除，處于動態(tài)平衡。但在缺血、炎癥等病理狀態(tài)下，機體將產(chǎn)生大量的活性氧。其中，羥自由基和過氧亞硝基陰離子毒性較強，是細(xì)胞氧化損傷的主要介質(zhì)。而一氧化氮、超氧陰離子和過氧化氫等物質(zhì)毒性較弱，具有重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。既往在抗氧化損傷的治療中，還原性過強的藥物可能導(dǎo)致機體氧化- 還原狀態(tài)出現(xiàn)新的失衡。2007 年Ohsawa等人研究證實，氫氣能夠選擇性清除毒性較強的羥自由基和亞硝酸陰離子，而對其它具有重要生物學(xué)功能、毒性較低的活性氧影響不大，此即氫氣的選擇性抗氧化作用。該作用為抗氧化治療提供了新的思路。早在2001 年，Gharib等人報道吸入8 個大氣壓的氫氣對肝臟血吸蟲感染引起的炎癥反應(yīng)具有治療作用，他們認(rèn)為氫氣與羥自由基直接反應(yīng)是氫氣抗炎作用的基礎(chǔ)。2009 年Kajiya等人報道氫氣能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘發(fā)的結(jié)腸炎癥反應(yīng)，減少受損結(jié)腸的炎癥因子水平，減輕炎癥的病理損傷，改善預(yù)后。氫氣的抗炎作用與其抑制活性氧產(chǎn)生、中和羥自由基、抑制促炎因子釋放有關(guān)。另外，巨噬細(xì)胞在炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，氫氣對巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié)為其抗炎作用奠定了基礎(chǔ)。孫學(xué)軍等2008 年的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣能減少大鼠缺血缺氧模型的組織損傷，呼吸低濃度的氫氣可時間依賴性地減少凋亡酶Caspase-3和Caspase-12 的活性，減少凋亡陽性細(xì)胞數(shù)量，研究提示氫氣的作用與減少Caspase 依賴性凋亡有關(guān)。Kubota等報道使用含氫氣的水滴眼具有抗角膜血管增生的作用。
三、氫氣對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療作用
氫氣生物學(xué)效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來，氫氣對以腦血管疾病為代表和以老年性癡呆為代表的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾功能紊亂都具有明顯的保護(hù)作用。
氫氣對腦血管病的治療作用
Ohsawa等2007年報道的呼吸氫氣對大鼠左大腦中動脈阻斷模型的治療作用后。孫學(xué)軍等很快證明呼吸氫氣對新生兒窒息引起的缺血缺氧性腦損傷具有理想的治療作用，發(fā)現(xiàn)氫氣對缺血缺氧性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡酶活性有抑制作用，凋亡酶活性下降導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡減少，使神經(jīng)細(xì)胞壞死減少。從而減輕了腦損傷，保護(hù)了成年后的腦功能。氫氣對心臟停跳引起的腦損傷具有保護(hù)作用，這進(jìn)一步肯定了氫氣對缺血缺氧性腦損傷的保護(hù)作用。衣達(dá)拉奉是目前唯一被批準(zhǔn)用于中風(fēng)治療的抗氧化藥物，和單純使用衣達(dá)拉奉相比，氫氣聯(lián)合使用衣達(dá)拉奉上述核磁共振檢測指標(biāo)均獲得更好的改善。美國Loma Linda神經(jīng)外科研究所和南京醫(yī)科大學(xué)、浙江大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科等三家實驗室先后報道氫氣呼吸和注射氫氣生理鹽水對腦出血和珠網(wǎng)膜下腔出血引起的早期腦損傷、神經(jīng)細(xì)胞壞死、腦水腫和血管痙攣等具有理想的保護(hù)作用。
氫氣對神經(jīng)退行性疾病的治療作用
巴金森病是腦干神經(jīng)核黑質(zhì)內(nèi)多巴胺神經(jīng)元死亡引起的疾病，經(jīng)常是許多其他神經(jīng)退行性疾病如老年性癡呆的繼發(fā)表現(xiàn)。孫學(xué)軍等在模型制備前1周開始給動物隨意飲用氫氣飽和水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該治療可完全消除單側(cè)巴金森病癥狀的發(fā)生。非治療組動物注射側(cè)多巴胺神經(jīng)元數(shù)量比對照側(cè)減少到40.2%，而治療組僅減少到83%。即使在模型制備后3天開始給氫氣水治療，單側(cè)巴金森病癥狀仍可以被抑制，但治療效果低于預(yù)先治療，神經(jīng)元數(shù)量比對照側(cè)減少到76.3%。預(yù)先治療組動物在模型制備后48小時，紋狀體內(nèi)代表多巴胺神經(jīng)元末梢的酪氨酸羥化酶活性在模型對照組和治療組均顯著下降。Fujita等用MPTP誘導(dǎo)的小鼠巴金森病模型證明氫氣具有類似效應(yīng)。研究結(jié)果表明，和其他如銀杏葉比較，氫氣具有更理想的治療效果。
四、氫氣對肝臟病的治療作用
氫氣在肝臟領(lǐng)域的應(yīng)用研究十分突出，是早在2001年，法國潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域就有學(xué)者希望證明氫氣的抗氧化作用，在馬賽法國著名飽和潛水設(shè)備公司COMEX SA的設(shè)備、技術(shù)和人員幫助下，他們開展了這一研究。讓感染了肝日本曼氏血吸蟲病的小鼠連續(xù)14天呼吸氫氧混合氣（氫氣濃度為87.5%,分壓為0.7 Mpa）,觀察對小鼠肝臟功能、肝組織氧化損傷、纖維化和血液炎癥反應(yīng)等方面的影響，研究結(jié)果證明，連續(xù)呼吸高壓氫氣對肝臟血吸蟲病動物的肝組織損傷、炎癥反應(yīng)和后期的肝纖維化均有非常顯著的保護(hù)作用。Fukuda 等在2007 年制作了大鼠肝臟缺血再灌注的模型，通過對組織標(biāo)本的HE 染色加MDA 加肝功能酶學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)氫氣療法對肝臟的缺血損傷有非常明顯的治療效果。2009 年時，哈佛大學(xué)口腔醫(yī)院的學(xué)者Kajiya 等在實驗中讓大老鼠喝下能產(chǎn)生氫氣的細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)對伴刀豆球蛋白誘導(dǎo)的肝炎具有預(yù)防作用，如果用抗生素殺滅這些細(xì)菌，則抗肝炎的作用消失，這顯示了氫氣對肝炎的預(yù)防與治療作用。他們還證明，飲用氫氣飽和水對伴刀豆球蛋白誘導(dǎo)的肝炎具有類似的治療效果。同年，Tsai 等發(fā)現(xiàn)飲用富氫電解水可以保護(hù)小鼠四氯化碳誘導(dǎo)的肝臟損傷。中國學(xué)者孫漢勇等采用GalN/LPS，CCl4 和DEN 3 種肝損傷動物模型，通過檢測氫氣、活性氧水平，評價氧化損傷、細(xì)胞凋亡和炎性反應(yīng)程度，發(fā)現(xiàn)腹腔注射氫氣生理鹽水對急性肝臟損傷、肝纖維化和肝臟細(xì)胞增生均具有顯著的抑制作用，同時細(xì)胞碉亡相關(guān)分子如JNK和caspase-3 活性下降，研究結(jié)果證明氫氣不僅能治療急性肝臟損傷，而且能治療肝硬化。劉渠等研究認(rèn)為，腹腔注射氫氣生理鹽水通過提高肝臟抗氧化能力，抑制肝臟炎性反應(yīng)能治療膽管阻塞后黃疸和肝損傷，這對臨床上的指導(dǎo)意義很大。對非酒精性脂肪肝的研究證明，長時間飲用氫氣水可以對抗高脂飲食引起的脂肪肝，不僅對肝臟功能、肝形態(tài)學(xué)如纖維化，而且對脂肪肝相關(guān)細(xì)胞內(nèi)信號通路均有明顯的阻斷效應(yīng)，該效果可以和傳統(tǒng)的治療脂肪肝的藥物吡格列酮（促進(jìn)胰島素受體敏感性，降血脂）治療效果相嫣美。長期飲用氫氣水不僅可以對抗脂肪肝，而且可以顯著減少這種脂肪肝晚期轉(zhuǎn)化成肝癌的比例，也就是說可以減少脂肪肝發(fā)生肝癌的可能性。氫氣可以通過促進(jìn)一種重要的信號分子FGF 21發(fā)揮減肥和治療脂肪肝的效果。氫氣在肝臟疾病的臨床研究十分缺乏，最近韓國學(xué)者Kang 等對49例接受放射治療的惡性肝癌病人，采用隨機安慰劑對照方法，給病人在放射治療期間飲用一定量的金屬鎂制備的氫氣水，通過對生活質(zhì)量進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)該氫氣水可顯著提高肝癌病人放射治療后的生活量，同時可以降低血液中氧化應(yīng)激指標(biāo)。氫氣作為一種選擇性抗氧化物質(zhì)，氫對肝臟缺血、藥物性肝炎、膽管阻塞引起的肝硬化、脂肪肝等多種類型的肝臟疾病具有有效和明顯的治療作用。
五、氫氣的臨床研究進(jìn)展
到目前為至，先后有7個疾病臨床研究報道，分別是二型糖尿病、代謝綜合癥、血液透析、炎癥/線粒體肌肉病、腦干缺血和放射治療副作用和系統(tǒng)性紅斑狼瘡。從世界衛(wèi)生組織注冊的信息中可以發(fā)現(xiàn)，也有一些沒有發(fā)表論文的臨床研究。這些研究報告顯示氫氣在人體脂代謝和糖代謝中的關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。
太陽能
氫能
化學(xué)元素氫(H——Hydrogen)，在元素周期表中位于第一位，它是所有原子中最小的。眾所周知，氫分子與氧
分子化合成水，氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣（H2），它是無色無味，極易燃燒的雙原子的氣體，氫氣是密度最小的氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀況（0攝氏度和一個大氣壓）下，每升氫氣只有0.0899克重——僅相當(dāng)于同體積空氣質(zhì)量的二十九分之二。氫是宇宙中最常見的元素，氫及其同位素占到了太陽總質(zhì)量的84%，宇宙質(zhì)量的75%都是氫。
氫能簡介
二次能源是聯(lián)系一次能源和能源用戶的中間紐帶。二次能源又可分為“過程性能源”和“含能體能源”。當(dāng)今電能就是應(yīng)用最廣的“過程性能源”；柴油、汽油則是應(yīng)用最廣的“含能體能源”。由于目前“過程性能源”尚不能大量地直接貯存，因此汽車、輪船、飛機等機動性強的現(xiàn)代交通運輸工具就無法直接使用從發(fā)電廠輸出來的電能，只能采用像柴油、汽油這一類“含能體能源”。可見，過程性能源和含能體能源是不能互相替代的，各有自己的應(yīng)用范圍。隨著，人們將目光也投向?qū)で笮碌摹昂荏w能源”，作為二次能源的電能，可從各種一次能源中生產(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風(fēng)能、水力、潮汐能、地?zé)崮堋⒑巳剂系染芍苯由a(chǎn)電能。而作為二次能源的汽油和柴油等則不然，生產(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時人們期待的新的二次能源。
風(fēng)力
用以提供電解水的氫氣電能來源。每秒7公尺的平均風(fēng)速計算，需要1百萬座2百萬瓦風(fēng)力機組成本約$3兆美金等于每GGE單位$3.00美元。
生物燃油
氣化廠用氣電共生改良后.。需要15億噸干燥生物材料，3,300座廠房需要113.4百萬英畝（460,000 平方千米）農(nóng)場提供生物材料。約$5650億美元 等于每GGE單位$1.90美元（假設(shè)土地不匱乏且地價最便宜狀態(tài)）
煤礦
火力發(fā)電用氣電共生改良后提供電解水的氫氣電能來源。需要10億噸煤將近1,000座275兆瓦發(fā)電廠成本$5000億美金，等于每GGE單位1美元。
以上看出由煤礦的制氫最便宜，但是除非二氧化碳封存技術(shù)普及化及實用化，否則產(chǎn)生的高污染會使氫氣科技的環(huán)保性蕩然無存。
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