尽管氢是化学元素中最轻的一种，但它在生命中的作用，以及作为应对世界部分挑战的解决方案所具有的潜力，都极具分量。值此元素周期表诞生150周年之际，向这张表上的第一号元素致敬，实属理所应当。
氢是宇宙中含量最丰富的元素，但在地球上却并非如此，因为其质量极轻，使这种气体容易逸散到太空中。氢对我们的生命至关重要——它为太阳提供能量，太阳每秒钟将数亿吨氢转化为氦。此外，两个氢原子与一个氧原子结合形成水。这两点共同使我们的星球适宜居住。
氢不仅使太阳能够温暖地球，并帮助形成维系生命的水，这种最简单的元素或许还可能为寻找为地球供能的清洁燃料提供关键。
氢作为能源的两面性
与许多其他化学元素一样，尽管氢对我们极具价值，但它也有阴暗的一面。氢比空气轻，能使物体漂浮，因此早期飞艇便采用了氢气。然而，氢具有高度爆炸性。1937年，德国飞艇“兴登堡号”在完成跨大西洋飞行后，尝试与系泊桅杆对接时发生爆炸，造成36人死亡。
氢的近亲氘和氚被称为重氢，曾被用于制造氢弹。在这一过程中，重氢原子通过称为核聚变的过程融合成氦，这与太阳内部发生的反应有几分相似。该过程释放的能量高于任何其他已知过程——爆炸中心区域基本被汽化，产生冲击波，摧毁沿途的一切。所产生的强烈白光可使数英里外的人失明。它还会产生放射性物质，随空气扩散，造成大范围的环境污染。
然而，驯服这头“猛兽”或许正是解决未来能源问题的答案。在受控燃烧条件下，氢是最清洁的燃料，其唯一的废弃产物是水。与产生引发气候变化的二氧化碳及多种其他有害气体的汽油发动机相比，这一点无疑令人耳目一新。当氢在高压和华氏零下400度的极低温度下储存时，会以液态形式存在，其与氧气的燃烧反应被用于推动火箭进入太空。
然而，车辆搭载一箱极易爆炸的氢火箭燃料，听起来并不是一个稳妥的选择。目前，大量研究致力于解决储存问题。许多科学家正试图开发能够安全储存和释放氢的化合物。这确实是一个难题，需要时间和众多杰出人才才能解决。
氢的力量
氢原子还赋予柠檬汁和醋独特的酸味。带正电的氢原子，即质子，在失去其唯一的电子后，在这些溶液中游离，并构成酸的关键成分。这些质子的化学作用还驱动光合作用——即植物将光能转化为化学能的过程——并为人体内的许多生理过程提供动力。
质子也是燃料电池的关键成分。燃料电池并非直接燃烧氢气，而是将其转化为电能，被视为未来的发展方向。其工作方式是在燃料电池的一侧将氢气分解为质子和电子。带正电的质子穿过电池的另一侧，而带负电的电子则留在原侧。当与外部电路连接时，这会在电池两侧之间产生电流。该电流可驱动接入电路的电动机。氢动力列车已在德国投入运营，多家国际汽车制造商也在研发燃料电池汽车。同样，该过程唯一的副产物是水。
我认为，未来氢作为燃料的使用将日益增多。要使其真正实用，有两大主要挑战。其中一大挑战是储存问题。工程师需要找出安全储存氢气的方法，并开始建设供人们加注燃料的站点。随着化学和工程领域的快速进步，氢气加注站可能很快便会出现，并将变得与今天的汽油加油站一样普遍。这类基础设施至关重要。您不希望在旅途中耗尽燃料，因为与燃油汽车不同，您无法打电话让朋友送来一罐氢气。
另一大挑战是如何获取氢气本身。自然界中可供我们利用的游离氢气极为稀少，因为它会向上逸散出大气层。因此，氢气必须从其他来源制取并加以收集。
目前，全球大部分氢气是由木材或天然气和石油等化石燃料制取的。这违背了氢作为清洁能源的初衷。而氢最大的来源，则是地球上最安全、最易获取的液体：水。如果我们化学家能够找到更好的方法来分解水分子，并从中提取氢原子，这将是一个重大的飞跃。
