大众对氢气安全的担忧，甚至是一种普遍的恐惧心理，很大程度是源于一场著名的空难。1937年5月6日从德国法兰克福至美国跨大西洋航行的兴登堡号齐柏林飞艇在即将着陆于新泽西州一座海军航空站时发生事故，起火后短短30多秒的时间即坠毁。事故造成飞艇上35名乘员，以及地面1人，共36人死亡。

由于当时跨大西洋的商业旅行主要还依靠邮轮，齐柏林飞艇的每次跨洋飞行总是能吸引大量的新闻记者在着陆地点进行报导，空难发生时共有四家媒体携带20多台电影摄影机和照相机全方位布置，等待拍摄着陆的影像，并且有广播对大西洋两岸听众直播飞艇着陆的盛况。突发的灾难事故被实时播报给了大西洋两岸的广大听众，随后曝光的事故影像给那个还没有电视的年代的大众带来了强烈的感官和心理刺激。

由于齐柏林飞艇是通过氢气提供上浮力，其巨大的气囊中充满了氢气，飞艇起火后在飞艇上方出现的巨大的氢气火焰使这场灾难具象化，深深埋入观众的心底，从此氢气会带来巨大灾难的观念成为一种大众潜意识，延续至今而无法转变。

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作为一个安全工程师，我并不打算替氢气翻案，只是想给有兴趣的读者介绍一些有关氢气的知识，特别是氢气安全知识，至少在面对氢气或者使用含氢气产品时可以少几分非理性的害怕，多一些安全意识。就像用电安全一样，用氢安全也需要公众的安全教育。

氢的历史

虽然氢气危险是在1937年兴登堡号飞艇空难后才成为公众意识。人类对氢气认识和利用的历史却可以追朔到几个世纪前。早在1671年英国化学家罗伯特.波义耳就在化学实验中产生了氢气，这是人类首次发现和收集到了氢气。1766年英国的科学家亨利.卡文迪许确认了氢是一种元素。1783年法国化学家拉瓦锡将这种之前被称为“可燃气体”的气体命名为Hydrogen，是希腊文“水的组成成分”的组合字。而中文的“氢”字取义氢气“轻”的特质。同年法国科学家Jacques Charles 发明了氢气球。1852年法国工程师 Henri Giffard制造了第一首飞艇。1898年英国科学家James Dewer成功液化了氢气，次年又制得固体氢。

1900年，齐柏林飞艇诞生。经过不断改进，齐柏林飞艇投入商业载客运营，在1910-1914年间总计有35000多乘客乘坐过齐柏林飞艇。一战后由于德国战败齐柏林飞艇的运营一度停止，但在1920年代齐柏林飞艇的商业运营又重新复兴，并在1930年代通过跨大西洋航线达到巅峰，直到兴登堡空难发生。虽然后来飞艇将氢气换成不可燃的氦气以挽回公众的安全信任危机，但二战后整个飞艇运输业迅速的被新兴的民航飞机取代。

氢的特性

众所周知，氢是元素周期表序号第一的元素，也是最轻的元素。单个氢原子的摩尔质量是1.008g/mol，氢分子由两个氢原子组成，摩尔质量是2.016g/mol，所以氢气非常的轻，仅有空气质量的十四分之一，也是世界上最轻的气体。氢气上升和扩散的速度非常快，大约20m/s。

氢元素是水的组成成分之一，是宇宙中最丰富的元素。

氢气无色无味，无毒性。

氢气是可燃气体，其可燃浓度上限是75%，可燃浓度下限为4%(与空气的体积比)。最小点火温度是573.6°C。最小点火能量极低，是可燃气体组别IIC的典型气体之一。纯净的氢气的燃烧发出的是紫外光，在自然光环境下肉眼很难看到。

氢在100KPa压力下(接近标准大气压)的沸点是-253°C，非常难液化。目前氢的存储主要是低温液化存储或高压压缩存储，两者都非常困难。这也是目前氢大规模应用的瓶颈。

此外由于质量轻，体积小，氢分子有很强的扩散性，很容易从法兰，螺纹和其他配合面泄露。氢还可以和很多物质发生反应，比如金属的氢脆现象。这也给氢的存储造成了很多困难，特别是安全问题。

氢的安全性

氢的物质特性非常独特，特点鲜明。氢的安全性很难简单断论，既不能说它比其他气体更危险，也不能说它比其他气体更安全。

由于氢气是可燃气体，且可燃浓度范围非常宽，最小点火能量又极低，从可燃性的角度确实非常危险。但是由于氢气非常轻且扩散极快，在开放环境和通风良好的封闭环境很难聚集达到4%的可燃浓度下限(LFL，以前又叫爆炸下限LEL)，因此氢气爆炸事故在开放环境极少发生。并且氢气燃烧火焰是向上的，事故中因为氢气火焰造成人员烧伤的危险不大。

著名的兴登堡空难，虽然有众多摄影机和现场目击人员，事故原因至今仍没有确认，比较可能的原因包括静电或雷击引燃了泄露的或在降落时主动释放的氢气。

与公众直觉相反的一个事实是，从现场视频看虽然氢气燃烧的火焰（气艇使用的氢气并不纯净）非常迅猛骇人，但是并没有发生氢气爆炸，氢气火焰都在飞艇上方，事后调查也确认并没有任何人直接死于氢气的燃烧火焰。艇上遇难人员的死因或是由于从飞艇上坠落，或是由于飞艇上的柴油（飞艇靠柴油发动机推进，氢气只提供上浮力），或天棚和飞艇骨架的燃烧。随着飞艇落地的被拯救人员大部分只是轻伤，并没有被氢气火焰灼伤。甚至可以说恰恰是因为氢气的特性，这次空难的死亡率非常低。

燃料电池轿车的氢气试验结果也显示虽然泄露氢气的火焰很猛烈骇人，但火焰都在车辆上方，车辆本身的损坏程度不大。而燃油车燃油泄漏燃烧往往会把车辆完全损毁，因为燃油会附着在车体材料上，火焰蔓延，将遇到的材料完全烧毁。

当然，由于氢气的易燃性（氢气的最小点火能量MIE是19uJ）以及非常宽的爆炸浓度范围，氢气仍然是非常危险的气体。而且氢气具有很强的扩散性，极易泄露，容易在密闭空间聚集形成爆炸性环境，一旦遇到点火源就会形成强烈的爆炸。对于用氢安全切不可掉以轻心。

氢气自身无色无味，燃烧火焰也很难肉眼发现，气体检测和火焰检测对于用氢安全非常重要。

此外由于氢气的存储需要低温或高压，以及金属的氢脆反应等问题都会带来危险。氢气的制备，存储，运输，使用等环节都需要特殊的氢气安全技术以及对作业人员充分的安全培训。

后续的文章中笔者会陆续介绍各种氢气安全知识。