热力学里将水所处的状态作为零，就像是在地平线上。氢气则仿佛在山顶上，燃烧热值就是氢气的化学位势能。当氢气燃烧的时候，就象是它在从山顶往平地上下掉一样，不但不需要做功，而且还放出热量来，到氢气变成了水，也就是回到了地平线，这个过程便放出了每摩尔六十八千卡的能量，这是顺化学位势的结果。现在要用水来制造氢气，情况就截然相反了，要把地平线上的水，搬到山顶上去变成氢气，这就成了逆化学位势逆，化学位势，就得做功，就得付出能量代价，好像我们要把东西搬上山去得花力气一样，这个能量的代价，就是每生成一摩尔的氢气，要消耗六十八千卡的热量。所以，就整个过程来说，是既无所得，亦无所失。
因为这个缘故，严格地说，氢能并不算什么能源，在这里根本无“源”可言，实质上氢能只是能量的一种贮存形式而已。在这个意义上，人们把氢能称为“二次能源”，那倒是恰当的，它表明，氢能是一次能源的转换形式，就象我们前面谈过的甲醇一样。
从水到氢气要付出相当于氢气燃烧所发出的能量，按照能量的得失来看，人们至少一点占不到便宜。此外，在制造氢气的过程中，还得耗费大量的人力、物力、财力。那么，总的说来，无疑是一桩赔本的买卖。既然这样，发展氢能还有什么价值可言呢？！
真正的价值
如果仅仅从能量的数量得失来衡量，发展氢能确实是得不偿失的。但是能量的数量，并不是决定价值的唯一因素。价值，应该是更全面、更广泛的一些指标的综合。不妨让我们来看看决定氢能价值的几个其他因素。
在处理能源的具体问题时，人们常常会遇到一个“品位”问题。所谓能源的品位，就是能源的质量。
能源也有质量？
有。能源的质量通常是用温度或能量的密集度来表示的。大致上是把100℃以下的，叫做低品位能量，超过100℃的，叫做高品位能量。
高品位能量的用途可广啦。烧饭、煮水、开发动机、冶炼金属，等等，都非它不可。但是，低品位能量的用途就很窄，它最多只能起取暖、烘干等一些作用。要说能源危机，主要的还是指高品位能源的短缺，而低品位能源，在地球上真是比比皆是，太阳能就是最典型的一种，但是由于太阳能太稀薄了，也就是“质量”太低，不能广泛地直接为我们做许多事情，所以尽管夏日炎炎，可以把几百万平方千米的土地地面晒得热到五六十度，把几千万平方千米的海水表层晒得热到二三十度，但是，有什么用呢！人们照样还得烧柴禾、用煤来煮饭、做菜，还得用汽油来开动汽车。
如果我们将太阳能转换为氢能，又怎样呢？虽然转换的效率不高，也许一百卡太阳能只能得到十卡氢能，但是价值就完全不同了。这十卡氢能，可以做许多人们需要，而太阳能又无能为力的工作。比如有了氢能，我们甚至可以把火箭推上太空。但是，即使有十倍于把火箭推上太空的太阳能，如果不使用特殊的装置，那么连一锅子饭也煮不熟。所以，我们说，把低品位能量，如太阳能之类，转化为高品位的氢能，是很花得来的。
其次，我们在处理能源问题时，还会遇到另一个问题，那就是能的贮存。
如果你细心观察大自然，那宏大规模，景象雄奇的物质运动形式，一定能让你惊讶、赞叹。风云、雷电、飞瀑、洪流、狂澜、还有阳光，人不是就在无限能量的包围之中吗！
但是，这种种形式的能量拥有一个共同之处，就是抓不住，关不牢，所以人们们称之为“过程性能源”。对于过程性能源的—个最美好的理想，是把它们贮存起来，不让白白地跑掉，而在需要时，再把它放出来，这里就存了一个贮存问题。
又如果你进入工业城市的供能中心——发电站，你就会发现，发电设备在用电高峰时候，运转得疲于奔命，而到高峰过后，大量的电又徒然浪费。这时人们不免想到，要是能够把多余的电能贮存起来多好，以过剩、济不足，电站的效率不就可以大大提高了。
解决能量贮存的好办法就是将上述种种形式的能量，转换为氢能。电能不必说了，所有的过程性能源，也都是可以转化为电能的。这些我们在前面已经谈过了。而用电来分解水，就可以制成氢。氢气是一种物质的实体，可以贮存，可以运输，使用时只要点燃，能量就以燃烧热的形式释放出来，十分方便。
这样，只从能量的品位和贮存来考虑，氢能的价值也就不言而喻了。所以，发展氢能，谁也不会认为是一种劳而无功的“傻瓜的事业”。
氢能的应用
目前，氢主要还是作为一种化工原料，虽然也有用作燃料的，但那只限于航天、军工等方面。
氢气容易燃烧，不需点火，只要在铂粉上轻轻吹过，便能燃烧起来。而且，氢气在燃烧对，能够发出很高的热来，这是它的优点。但是，与煤、石油、天然气等这些常用的燃料比较起来，它也有一些不足之处。
首先是氢的分量太轻，比重太小了。比如10公升汽油蒸气的重量，大约是45克，而同样体积的氢气，却只有0．9克，要相差50倍。所以虽然每公斤氢气的燃烧热值是汽油的三倍，但是同样体积气体的燃烧热却只有汽油的十五分之一。这样，现有燃烧汽油的发动机，就不能用氢气作燃料。要用氢，得彻底改革发动机的结构。这项工作，正在不少国家中进行。
其次，氢在燃烧的时候，辉度太低。所谓“辉度”指的是燃烧时火焰的光亮程度。氢的火焰，虽然温度很高，但是几乎没有火光。所以，如果用氢气作燃料来加热锅炉之类，效果是不好的，因为加热物体时，除了对流、传导之外，辐射也是一条重要的途径。为了解决这个问题，科学家们正在研究在氢燃料中加入助辉剂。
如果这些问题得到解决，再配上氢海绵贮氢。那么，氢确实是一种干净、理想的发动机燃料和加热锅炉的燃料。
美好的未来
氢能是一种受人瞩目的二次能源。虽然就目前的情况来说，无论在氢的制备、贮存、用作普通燃料，以及特殊燃料等方面，都还未能大规模地进行，但是人们之所以瞩目，正在于它的未来。
传统的化石燃料像煤、石油、天然气，只能在人类历史的长河里点个点，在源远流长的绵绵未来，人类所需的能源，还得求之于太阳和原子核，而在那太阳能和原子能时代里，氢是最理想的二次能源。它品位高，可以输送、携带，可以贮存，而在人们无论怎样燃烧以后，“废料”只是纯净的水。
氢能的未来多美好啊！
打开禁锢在原子核中的千钧雷霆
原子世界的奥秘
20世纪以前，人们认识的物质世界，只到原子为止。尽管化学家们已经积累了很多有关化学变化的知识，掌握了元素的周期律，也发现了同位索，但是对于原子内部究竟是怎么一回事，却一无所知。
1900年，有人提出一个模型，把原子说成是由一个正电的实体，再粘上细小的电子而构成，就象一个汤团滚上了芝麻。这个说法，今天看来，当然令人发笑，但在当时，却也算是一个突破呢！它突破了2400前，希腊哲学家狄谟克利德对原子所下的定义。狄谟克利德说，原子是不能再分割的物质。现在有了汤团滚上芝麻这样一个模型，就等于提出了原子是由更小的带电荷的粒子组成的，从而推翻了流传2400年的“定论”。
不久，英国著名的物理学家卢瑟福，修正了这个说法。他用带正电的α（阿尔法）粒子射线来轰击金属板，结果发现α（阿尔法）粒子就象雨点穿过铁丝网，毫不费力地在金属板上透过，只有极少数粒子被挡住弹回。金属板是由金属原子紧紧密密地排列而成的，不透风，不透水，为什么α粒子就那么轻松地穿过去了！这就证明，原子并不象是粘了芝麻的汤团那样。经过详细研究之后，卢瑟福在1911年提出了一个行星式的原子结构模型。
这个模型表明，原子是由质子、中子和电子三种粒子组成的。带正电的质子和中性的中子，聚成一团，形成原子的核心，叫做原子核，就象太阳系中的太阳一样，居于中心，而带负电的电子，则绕着原子核团团转，就象行星绕着太阳转一样。质子的质量是电子的1839倍，但是质子的电荷量，却和电子相等。所以在任何一个原子中，质子和电子的数目相同。质子的正电荷，正好和电子的负电荷抵消，这样整个原子便呈中性。中子的质量和质子差不多，是电子的1837倍。因此，由中子和质子组成的原子核，就几乎包下了整个原子的质量，而只占总质量三千六百七十七分之一的电子质量，真是太微不足道了。
这是从质量上来看原子内部的情况，那么，从体积上来看，原子内部又是怎样呢？
原来总质量为电子3676倍的原子核，竟是一个极小极小的质点，如果把绕着原子核转的最外层电子轨道所包括的范围，作为原子体积外围的话，那么，原子核只占总体积的一千万亿分之一。也就是说，假定原子的总体积有一个教室那么大。那么，原子核就象是教室正中央的一粒细小的尘沙。所以，原子内部实际上几乎是空的。正是这个缘故，α（阿尔法）粒子才可以毫不费力地穿过。
这个模型的建立让人们重新认识物质世界，深入到了原子的内部，卢瑟福的成就，在人类的科学发展史上，是一次飞跃。运用这个模型，就可以清楚地解释各种元素的化学性质和化学上的种种现象了。
但是，所有的化学变化，都还没有触及到原子中心那个原子核，至于原子核能不能打开，如果打开，又会发生什么情况，则人们更茫无所知了。
20世纪的普罗米修斯
要想打开原子核，可不是一件轻松的事。因为它不是个桔子可以用手去剥，也不像颗胡桃，可以用钅郎头去敲，原子核的截面积只有一亿亿亿分之一厘米。换句话说，要在我们小手指甲上平铺一层原子核，就得一亿亿亿个。
用什么东西去轰开原子核呢？电子显然无济于事，因为它几乎没有分量，电子打到原子核上，就像乒乓球打在岩石上。质子是有分量的，但是带正电，与同样带正电的原子核同性相斥，根本打不上去。唯一的希望是中子，中子既有分量，又不带电，也许是打开原子核的好工具。
1932年，中子被美国科学家查德威克发现了，这一发现为打开原子核提供了有效的手段。从此，科学家们纷纷开始了用中子轰击原子核的试验。其中最积极的是意大利物理学家费米，他后来成为美国原子弹计划的负责人。
费米用中子轰击了铀，发现有新的放射性元素出现的迹象。但是由于他在判断新元素的道路上辨错了方向，使研究工作走了弯路。
1938年，德国物理学家哈恩和其他几位科学家，也从事着这项工作，经过重重波折，才取得成功。实验证明，当用一个中子去轰击一个由235个中子和质子组成的铀原子核时，会使原子核发生分裂，生成两个大小近似的中型原子核，比如一个由139个中子和质子组成的氙原子核，和一个由95个中子和质子组成的锶原子核，还放出两个多余的中子。这样就第一次实现了把原子核打开的宿愿。这个反应，是在原子核的内部进行的，所以叫做核裂解反应。
引人瞩目的是铀235在进行这个裂解反应的同时，还放出两个多余的中子。这两个中子又是去打开另外两个原子核的“钅郎头”；而另外两个原子核被打开以后，又会产生四个中子，这样一系列地打击下去，核裂解反应的规模，就会越来越大。这叫做核裂解的链式反应。这个反应只要第一个中子轰击成功，就会一直延续、扩大下去，直到所有的铀235原子核全部裂解完毕。
更其引人瞩目的是，就在铀235进行裂解、生成其他原子核的过程中，放出了一股以往任何化学反应都从来没有过的、大得不可比拟的能量。这就是原子能。希腊神话里，有一个造福于人类的神，叫做普罗米修斯，他从天上，盗取火种，带到人间。而哈恩等人，就像是20世纪的普罗米修斯，他们从构成大自然万物的核心里，“偷”来了比天火还要强一千万倍的原子能，从而使人类历史又跨入了一个新纪元。