科学是无边界的，思想也不能让自己终结。人类正是凭借着永无止境的探索精神，才能不断超越自身发展的极限。新技术已经带给我们关于未来的无限展望，而它也正在悄悄地改变着我们自己和我们的世界。

耿志远等编著的《清洁能源——氢能》是关于科技发展最前沿的故事，如果你想知道明天的世界会是什么样子，就请走进这个故事中吧……

本套丛书作为新材料、新能源的科普读物，宗旨鲜明，风格独特，系统性强，认真探讨了人类与能源材料和谐的发展历程和方向。与一般科普读物相比，具有如下鲜明的特点：一是内容丰富时代感强，本丛书共18个分册，紧扣当前能源、材料发展的困境，以新能源、新材料方面最新的研究成果及翔实的资料为基础，用通俗易懂的文字分别叙述了与人类生存、发展最密切的各种新能源和新材料，构成了一个完整的知识体系。

《清洁能源——氢能》重点研究清洁型能源——氢能。详细介绍了弥漫整个宇宙的氢；形形色色的氢；众里寻氢千百度；氢气的储存运输；氢能的发展优势和广阔前景等。

《清洁能源——氢能》由耿志远等编著。

第一章 绪论

 第一节 饱经沧桑的化石能源

一、黑色的金子

二、工业的血液

三、孪生兄弟

 第二节 呱呱落地的氢能

一、能源冲击波

二、环境大考验

三、生产驱动力

四、威力巨大的氢弹

 第三节 花房效应

 第四节 氢使者降临

第二章 弥漫整个宇宙的氢

 第一节 遨游太阳系

 第二节 地质探索

 第三节 生命中的氢

 第四节 不容忽视的药水

第三章 形形色色的氢

 第一节 原子分子氢兄弟

一、淘气的原子氢

二、腼腆的分子氢

 第二节 氢家族

 第三节 新问世的金属氢

一、神秘莫测金属氢

二、偶遇金属氢

第四章 众里寻氢千百度

 第一节 一见钟氢的卡尔迪许

 第二节 浓云密雾中寻氢

第五章 氢的获取——顺藤摸瓜

 第一节 氢的英雄本色

一、氢的轻盈体态

二、氢的熊熊火焰

三、氢的还原本领

 第二节 丹麦童话中的梦想成真

一、宇宙大爆炸带来了原始氢

二、新时代的智慧造就了现代氢

三、新型制氢——未来，我来！

四、液氢、固氢的制取——漫漫长路

 第三节 氢气的纯化——干干净净，唯我独尊

第六章 氢气的储存和运输

 第一节 不拘一格的储存方式

一、气体储存——靠五湖四海的朋友

二、液态储存——先减肥，告别臃肿

三、固态储存——柳暗花明又一村

 第二节 坚不可摧的装备

 第三节 贮氢合金的应用——从举步为艰的氢汽车开始

一、规模庞大的静态贮氢

二、发动机的动力源

三、氢的体积缩小，再缩小！

四、捕氢高手

五、空间站的守护神

六、净化精灵

七、真空中也能生存

八、蓄热和蓄能齐步走

九、化腐朽为神奇的催化能力

十、燃料电池必备之选

 第四节 输送也要因材施教

一、司空见惯的气体输送

二、屈指可数的液体输送

 第五节 输氢管道——谨慎选择，疏而不漏

 第六节 造价师的算盘

第七章 氢能的发展优势和广阔前景

 第一节 一枝独秀新篇章

 第二节 洋洋洒洒数百年

一、战场杀敌显英勇

二、“侵入”寻常百姓家

 第三节 “氢能”才露尖尖角

 第四节 大有作为的工业用氢

一、立足于石油加工

二、投身到合成氨中去

三、奔波在精细化工与塑料工业之间

四、穿梭于冶金与电子之列

五、盛行在建材和轻工业之中

 第五节 日益壮大的军事氢

一、探空气球

二、氢核聚变

三、火箭和导弹的推动力

四、燃料电池中的新宠儿

五、太空中的激光器

 第六节 燃料电池中显神通

一、磷酸盐型燃料电池

二、融熔碳酸盐型燃料电池

三、固体氧化物型燃料电池

 第七节 金属氢的使用——科学技术领域划时代的革命

第八章 氢能的安全标准

 第一节 氢的危险从何而来？

一、固有的内因

二、不容小觑的外因

三、设计与材料的匹配——珠联璧合

 第二节 谈“氢”色变？非也！

 第三节 防患于未然

第九章 氢能——任重道远

 第一节 氢的机遇与挑战

 第二节 储氢材料的商业化进程

 第三节 现代化家庭用氢蓝图

 第四节 前程似锦的氢能源

第十章 有趣的氢试验

试验1 氢气的燃烧

试验2 氢气的爆炸

试验3 氢气的散失

试验4 充装氢气球

试验5 苍白的火焰——氯气在氢气中的燃烧

试验6 还我本色——氢气还原金属氧化物

试验7 天作之合——氢气和金属锂合成氢化锂

第十一章 氢世界的小百科

1．氢气球的故事

2．奇妙的吸留作用

3．相信吗？氢能预报地震！

4．第一位还是第七位？

5．是碱还是酸？

6．用氢代替汽油

7．有多少种氢？

8．重水

9．氢光谱的传说

10．和氢有关的诺贝尔奖

11．氢能帮人们检查疾病，你相信吗？

12．令人烦恼的氢蚀

13．光合生氢

14．检测氢蚀的好办法

15．野外制氢

16．潜水中的氢

17．大显身手的氢

18．息患相关的水资源

19．氢和科学

20．初露头角的氢

21．抗氧化抗衰老的氢

22．改头换面的氢

23．由来已久的氢

参考文献

第一章绪论

第一节饱经沧桑的化石能源

一、黑色的金子

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎在地面上堆积而成的一层极厚的黑色腐殖质，由于地壳的变动不断地埋人地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃化石。一座煤矿的煤层厚薄与该地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现，还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。煤炭是这样形成的吗？有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐殖质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋入地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。但是，无可否认的事实和依据，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠扑不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹，如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，又如此优质呢？

记得上小学的时候，我家住在离城不远的乡村，每当盛夏雨季来临时，一场暴雨过后，村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”，我们许多小朋友就会跑到那里去嬉戏，那“小溪流”也会因暴雨停止时间的延长，而变得越来越小，最后干涸。但在没有断流之前你会发现，很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞，形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅，我们不时地把那些小水坎扒开，有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。即便是现在居住在市城里，一场暴雨过后，街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流，堵塞了下水道口，很多漂浮物被集中地滞留在一个地方的现象，由此，我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系，如果没有洪水那样强大的力量和搬运的功能，煤炭的形成绝对不会那么集中，也不会那么优质。

我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史期间，由于气候条件适宜，地面上生长着繁茂高大的植物，在海滨和内陆沼泽地带也生长着大量的植物，加之雨量充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时，就会淹没了草原和大片森林，那里的大小植物就会被连根拔起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且像筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸(也会有许多动物的残骸)的地方。当洪水消退后，这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘陵，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘陵就会逐渐地埋入地下，最后演变成今天的煤矿。  也许有人会问，1998年中国遭受的一场罕见的水灾，为何没有出现这样的情况呢？那是因为中国目前的森林覆盖率很低，而且有森林的地方多在高海拔地区，平原到处是粮田，几乎到了没有什么森林可淹的境地，只是淹没了一些农田的防护林，由于农田防护林的树木稀少，而且树木的根须又十分发达，抓地抓得十分牢固，短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了，很多树木生长在一起，它们为了吸食太阳的能量，拼命地往上长，根须并不发达，一旦某一处树木被洪水连根拔起，就会连带成片的树木被洪水毁掉，就如同放木排一样，顺流漂浮而下，势不可挡，最后全部堆积在一个地方。P1-3

众所周知，火的使用和工具的发明开启了人类使用能源和材料的历史进程，促进了人类的进化，推动了人类文明进步。时至今日，能源和材料已成为人类生存和发展的物质基础，决定着人类文明的发展方向。它们的发展给全球经济、政治以及精神文化带来了前所未有的变革，也使全球的生态环境伤痕累累。开发绿色能源，发明新型材料，建设资源节约型、环境友好型社会已迫在眉睫。

2012年，中国将启动《国家能源发展战略》编制工作，提出我国能源发展的总体方略和战略规划。但是，目前市场上还没有一套详细介绍新能源、新材料方面内容的高新技术科普丛书。为了引导读者，特别是广大青少年更好地认识和了解新能源和新材料，明确我国的能源现状和材料科学的创新成果，增强开发高新技术的意识，激发他们为高新技术事业奉献的信心和决心，培养他们的民族自信心和创新精神。向青少年普及新能源和新材料的相关知识和发展动态，必将吸引和鼓励更多青少年热爱科学，献身科学，积极投身能源和材料事业，发明更多低碳、绿色的新型材料，使我国能源结构合理，为创造我们可持续发展的绿色家园做出更大的贡献。

“高新技术科普丛书”，由国内知名材料学专家、西北师范大学博士生导师莫尊理教授担任丛书总主编，西北师范大学等高校的教授、博士生导师担任编委，丛书各册的作者均为相关领域的专家、学者。他们热爱科学、朝气蓬勃、学风严谨、勤奋探索，以真挚的情感和对人类社会持续发展的使命感，用朴实而又不失优美的文笔严肃认真地编撰了本套丛书。

本套丛书作为新材料、新能源的科普读物，宗旨鲜明，风格独特，系统性强，认真探讨了人类与能源材料和谐的发展历程和方向。与一般科普读物相比，具有如下鲜明的特点：一是内容丰富时代感强，本丛书共18个分册，紧扣当前能源、材料发展的困境，以新能源、新材料方面最新的研究成果及翔实的资料为基础，用通俗易懂的文字分别叙述了与人类生存、发展最密切的各种新能源和新材料，构成了一个完整的知识体系。另外，本套丛书多视角，多层次、全方位介绍了材料和能源领域的基础知识和发展动态，深入浅出地展示了材料和能源的发展脚步。《神通广大的第三金属》《新材料的宠儿：稀土》向你展示第三金属和稀土的魅力；《高新科技的特种钢》《取之不尽的太阳能》《持续不断的风电新能源》《可再生能源：生物质能》《又爱又恨是核能》《待开发的地热能》《清洁能源：氢能》《未来无害新能源可燃冰》《无限丰富的海洋能》让你尽情领略能源的丰饶和开发前景；《异彩纷呈的功能膜》《节能减排的新动力电池》《无处不在的碳纤维》《邀游太空的航天材料》《改变世界的信息材料》《比人聪明的智能材料》《神奇的人体修复材料》向你呈现新型材料的发展动态以及带给我们生活的变化。二是时尚流行的编创，本丛书语言流畅、深入浅出，配有大量精美的图片，图文并茂、通俗易懂，加上扩充知识面的小百科，使读者朋友全面了解新材料、新能源并享受着它们带来的无限魅力。

20世纪80年代以来，人们逐步认识到必须永续利用地球资源，改善地球的生态环境才能实现人类的可持续发展。我们应统一规划、合理开发能源，积极开发新能源、新材料，促进人类与自然界的和谐共处与协调发展。希望这套凝聚着策划者、组织者、编撰者、设计者、编辑者等工作者辛勤汗水和心血的“高新科技科普丛书”能给那些热爱科学，倡导低碳、绿色、可持续发展的人们以惊喜和收获，并对我国的能源和材料事业做出贡献。衷心祝愿应时代所需而出版的高新科技科普丛书能得到读者的青睐。