氢 Hydrogen

氢是宇宙中最轻、含量最丰富的元素，常温下为无色无味气体，密度仅约为空气的十四分之一，也是现代能源转型中被寄予厚望的载能体。它最大宗的工业用途是合成氨：通过哈伯法把氢气与氮气在高温高压和催化剂下反应生成氨，再进一步制成尿素、硝酸铵等氮肥，支撑着全球粮食生产。炼油工业大量使用氢气进行加氢裂化、加氢脱硫和加氢精制，把重质油裂化成汽油柴油，并把硫、氮、金属等杂质脱除，生产清洁燃料。

在能源领域，氢燃料电池把氢气与氧气直接电化学转化为电能，只排放水，用于燃料电池汽车、有轨电车、备用电源和分布式电站；绿色氢被视为钢铁、化工、重型航运等难脱碳行业的重要替代燃料。航天工业用液氢与液氧作为火箭主推进剂，推力大且产物清洁。此外，氢气还用于油脂氢化把液态植物油制成人造奶油和起酥油，用于浮法玻璃生产时保护锡槽不被氧化，以及在电子工业中作为还原气保护硅片和锗单晶生长。之所以偏偏选中氢，是因为它单位质量燃烧热最高、还原能力极强，且燃烧或反应后产物清洁。

水（H2O）是氢最广为人知的化合物，覆盖饮用、农业灌溉、工业冷却、发电和化工溶剂等几乎所有领域，也是生命体系的基础介质。氨（NH3）除了直接做氮肥，还是硝酸、纯碱、丙烯腈和多种胺类化学品的原料，液氨本身也是常用的低温制冷剂和烟气脱硝还原剂。过氧化氢（H2O2）俗称双氧水，因分解只生成水和氧气，被广泛用作纸浆漂白、纺织漂白、饮用水消毒、食品加工漂白和环保型氧化剂，在半导体清洗中也大量使用。氯化氢（HCl）的水溶液即盐酸，是钢铁酸洗、石油酸化、金属表面处理、氯甲烷和聚氯乙烯生产的基础强酸，也是调节 pH 和制备氯化物盐类的常用试剂。