为什么高等植物不产氢气（释放氢气的植物）
氢是自然界乃至宇宙中“朋友”最多的最常见元素。根据相关的保守估计，它占宇宙质量的75%。在我们居住的地球上，除了空气中的一些氢以外，其他氢以化合物的形式储存在水中，这是地球上最广泛的物质。据估计，如果海水中的氢全部被提取出来，燃烧产生的总热量将是地球上所有化石燃料释放热量的9000倍。现在让我们进入氢，了解它的背景和发展能量的方法。
在“宇宙大爆炸”的那一刻，氢出现了，并且在自然界中度过了漫长的默默无闻的岁月。16世纪末，瑞士有一位名叫巴拉泽斯的化学家，他不小心把废铁掉进硫酸，许多气泡像旋风一样升起。很遗憾，这个年轻人缺乏经验，没有进一步研究，错过了成功的机会。直到1766年，英国著名科学家卡文迪什才发现，这些气泡中的物质可以在空气中燃烧产生水，所以他模糊地称之为可燃空气。随着科学的发展和思维方式的转变，1787年，法国杰出的化学家拉瓦西终于将气体命名为氢气。
尽管每升氢气只有0.09g，但它是“可变的”：常温常压下是气态的，在超低温高压下可以变成液态。如果压力增加到几百个大气压，液态氢就可以变成固态氢。在所有的气体中，氢具有最好的导热系数，比大多数气体的导热系数高出10倍，是最好的传热载体之一。
除了热值最高的核燃料外，氢对人类的贡献毫不吝啬。氢气火焰的温度可高达2500℃。只要与空气有轻微的亲密接触（在3%-97%范围内），遇到火花就会燃烧起来。与其他燃料相比，氢燃烧是最清洁的。它除了产生水和少量的氮化氢外，不会产生一氧化碳、二氧化碳和粉尘等对环境有害的污染物。少量氮化氢经适当处理后不会污染环境。此外，氢循环具有良好的实用性。燃烧反应产生的水可以用来制氢。
氢的利用价值如此之大，人们不会对此视而不见。既然普通的水有它的影子，那就从水开始抽丝剥离吧。
很少有人能想到这样一个事实：氢和氧在水中“结合”得如此牢固，以至于分离它们需要付出很大的努力。例如，水必须加热到二三千摄氏度的高温，才能分解成氢和氧。不幸的是。如果采用这种方式收集氢气，不仅会消耗大量的能量，而且需要有相应的耐高温高压设备。为了避免这一技术难题，人类主要以天然气、煤炭和石油产品为原料生产氢气。然而，这些化石材料的使用仍然需要高温和多种催化剂，因此它不是一种有前途的制氢技术。
随着科学家们的不断研究，他们发现太阳也可以帮助-把催化剂“放在”水中——阳光照射，催化剂可以刺激发光的化学反应，将水转化为氢和氧。在这个过程中最困难的是找到可靠和稳定的催化剂。目前发现的二氧化钛和一些钌化合物是合适的光催化剂，但不能满足实际应用的需要。一旦有了更有效的催化剂，就有可能从水中“生火”产生氢气。那时，只要 汽车 、飞机的油箱里装满水，再加上光催化剂，在阳光下，水就会不断分解成氢气，成为发动机的能量。
以氢气为燃料，不仅清洁，低温起动容易，而且对发动机的腐蚀性小，可以延长发动机的使用寿命。由于氢气和空气混合均匀，一般 汽车 上使用的燃油系统可以完全消除，从而简化了现有 汽车 的结构。
当化学家在黑暗中摸索时，生物学家们却寻觅到了新思路。他们发现了很多产氢细菌，一种是化学异养细菌，另一种是光合自养细菌。据了解，产生氢气的异养细菌有30多种，它们能发酵糖、醇、有机酸等有机物质，吸收一部分化学能以满足生命活动的需要，同时把另一部分能量以氢气的形式释放出来。
光合自养细菌比化学异养细菌更具耐受性。它们不需要消耗有机营养素，可以像绿色植物一样吸收阳光，将简单的无机化合物合成有机化合物以满足自身需要，同时释放出氢气。阳光取之不尽，无机物无处不在，光合自养细菌制氢前景广阔。迄今为止，已发现约13种紫色硫细菌和紫色非硫细菌产氢。据报道，美国国家航空航天局将把一种光合细菌——红螺菌带到太空，并利用它释放氢气作为航天器的能源。除了细菌外，生物学家还发现，当绿藻在缺氧的情况下暴露在阳光下时，也会释放出氢气，甚至一些高等植物也是光合作用释放氢气的好材料。
因此，深思熟虑的研究人员提出了从植物中提取叶绿体并使其成为“产氢植物”的想法。第一台叶绿体制氢装置于1973年在美国推出。问题是天然叶绿体的寿命很短，因此有必要寻找延长其工作寿命的方法。
一些科学家还提出了培育“氢树”的想法。他们认为，如果植物的光合作用保持在水分分解的阶段，使氢气不与二氧化碳发生作用，而是直接与植物分离，那么每一棵“氢树”就可以直接为我们提供纯净的氢气。
然而，这些充满幻想的“未来史”，只能丰富人们的精神世界。下面让我们用氢，做一些实际的工作吧。
在假日里，我们总是看到五颜六色的气球，大大小小，高高飘扬，翩翩起舞——这一切都要归功于氢。然而，人们发现，如果氢气泄漏和外部摩擦导致静电，它会燃爆并导致灼伤。为什么会灼伤？我们知道燃烧的前提是可燃气体达到一定浓度。如果装在气球里，氢气浓度会比较高，但燃烧时间不会很长，因为气球破裂后氢气会很快发散，很快就会全部燃烧起来，所以不会有永久性燃烧，大部分是瞬间高温燃烧。所以现在，更多的氦代替氢被用来填充气球。
不过，最让氢值得“骄傲”的是它很早就涉足航空领域了，那可是人类飞越地球的伟大梦想。
氢用作A-2火箭发动机的液体推进剂。1960年，液态氢首次被用作太空动力燃料。1970年，美国发射的阿波罗飞船使用的起飞火箭也使用了液态氢燃料。再加上我们的神舟系列飞船，氢已经成为火箭领域的一种常用燃料。
对于航天飞机来说，降低燃料重量和增加有效载荷更为重要。由于氢的能量密度很高，燃烧后每公斤氢的热量大约是汽油的三倍——这意味着燃料的重量可以减少三分之二，这无疑对航天飞机非常有利的。
储存氢有两种方法：物理和化学。有两种物理方法：一种是液氢法，它的能量密度最大。难点在于，将液氢容器温度控制在253℃以下是一项非常困难的保温技术；另一种是将其储存在金属容器内的高压（2000-3000kpa），即能量密度小、储氢能力小的高压圆筒法。
目前最热门的研究是金属“吸收”氢，反应生成金属氢化物，同时放出热量。之后，这些金属氢化物被加热，再次分解，释放出储存在其中的氢。这些“吸收”氢的金属被称为“储氢合金”。储氢合金都是固态的。当使用氢气时，储存在氢气中的氢气通过加热或减压释放出来。因此，它们都是简单理想的储氢方法，主要包括钛储氢合金、锆储氢合金、铁储氢合金和稀土储氢合金。科学家正在研制一种叫做“固态氢”的宇宙飞船。固体氢可作为航天器的结构材料和动力燃料。在飞行过程中，航天器的所有非重要部件都可以转化为能量“消耗”，使航天器在太空中飞行更长时间。
光合作用 有没有氢气生成啊？没有，书上的氢那是还原态氢，有氧呼吸第三阶段生成水用的，不会有氢气的。
为什么高等植物的有氧呼吸和无氧呼吸过程都没有[H]的积累？
不仅仅高等植物，一切生物的有氧呼吸和无氧呼吸过程都没有［H］的积累。毫无疑问在植物有氧和无氧呼吸过程中，会有产生氢的过程，但是在完整的呼吸作用的过程中，一定存在着将所有产生的括号型全部消耗掉的步骤，最终表现为全过程都没有［H］的积累。如果不是这样，试想一定会影响到植物的酸碱度以及正负离子的带电性。
自然界中为本什么不存在氢气这和氢气的物理性质有感。氢气是密度最小的气体。空气平均密度为29，而氢气只有2。氢气会上浮到高层大气，在高压环境下，氢气会自燃。因此在自然界空气中是不存在氢气的。
自然界没有任何一种生物能后分解水分释放出空气，也没有类似于植物可以进行光合作用释放氧气的能够释放氢气的生物。所以氢气必须通过人工反应才能制的
有什么植物用光分解水以后是能放出氢气的？人们通过长期的观察和研究，找到一些植物用光分解水以后是能放出氢气的。比如，有一些藻类——绿藻、红藻和蓝绿藻等等，它们身上就有一种特殊的放氢酶。人们把它们放在无氧条件下培养一个时期以后，在光照下就可以产生氢气。虽然这些植物产生氢气的量很少，而且放氢的速度也慢。
氢气也可以维持生命的生存吗？科学家发现，生命可以在以氢为主的大气中生存。这一发现对寻找生命有一定的意义，但其实它在科学家的意料之中。在自然天文学研究中，大肠杆菌代表着简单的生命形式
2007年，一句话改变了萨拉·西格尔的职业生涯——在美国的太空探索中，没有什么比遇到外星生命而不知更悲惨的了。
从那以后，西格尔(毕业于麻省理工学院)就一直在为解决这个问题而努力——在未来的某一天，可能在观察到生命的同时，却因为它不像地球上的生命而无法识别它。她说:“我认为解决这个问题很重要。”
因此，她开始证明生命可以在与我们的大气完全不同的环境中存活，即使是那些100%由氢组成的环境。她在《自然天文学》上发表的最新研究表明，微生物可以在高度易燃的气体中生长。尽管这一发现对许多微生物学家来说不足为奇，但它确实对在宇宙中寻找生命有一定的启示。
培养
在大多数情况下，天文学家只能研究像木星和海王星那样大的行星的大气层。这些巨大行星膨胀的大气层比岩石行星稀薄的大气层更容易被探测到。虽然新技术和工具使天文学家能够探测越来越小的世界，但这句话仍然适用:星体越大越好。
出于这个原因，天文学家将首先探测到岩石世界周围以氢为主的大气层，然后才能探测到类地大气层。因此，西格尔和她的同事转向实验室，看看微生物是否能在这样的环境中生长。
研究小组分别将代表简单和复杂生命形式的大肠杆菌和酵母放入富含营养的溶液中，然后用氢气冲洗。然后，在接下来的几天里，每隔一个小时左右，他们就会计算实验台上的微生物数量，看看这些微生物的数量是否在增加。西格说，如果它们能够从培养皿中吸收正确的东西，它们就会成倍增长。
实验结束时，研究小组发现这两种微生物在氢环境下都能正常繁殖，尽管速度比在空气中要慢一些。
但是，没有参与这项研究的微生物学家肯尼斯 尼尔森(南加州大学)认为这并不奇怪。当你把大肠杆菌和酵母放在葡萄糖肉汤中，它们会发酵，这意味着它们会把糖转化为酒精、气体或酸，而不呼吸。因此，它们几乎可以在没有大气的环境中生长。
尼尔森表示，这对微生物生理学家来说很正常。他认为这恰恰说明了跨学科工作会遇到的问题。
身为天文学家而非微生物学家的西格尔承认，她认同他的观点。但是，相反，她认为这篇论文的一个目标是展示科学之间交流的必要性，即使这意味着向更广泛的天文团体展示简单的、已经得到证实的微生物研究。
她说，如果我们想在其他地方找到生命，这种交流是至关重要的，因为它需要来自所有人都能理解的多种科学的信息。我们的结果对天文学家来说是陌生的，因此它的创新只会在天文背景下显示出来。
这是一种酵母的扫描电子显微镜图像，在自然天文学研究中代表了复杂的生命
搜寻氢气
有了这些实验，就没有必要把重点放在寻找与地球特别相似的大气层上。相反，在寻找生命的过程中，西格尔认为可以寻找那些充满氢气的行星。
但是没有参与这项研究的天体生物学家德克·舒尔茨-马库奇(柏林技术大学)，对这种方法表示担忧。
他表示，首先，由于氢元素很容易逃逸到太空中，所以有氢大气层的岩石行星可能并不多。但如果有，那的确会丰富生命存在的可能性。
此外，微生物发现氢是如此美味以至于舒尔茨-马库奇担心任何生命都会耗尽大气中的氢。
这发生在早期的地球上。他说:“所以如果我看到一颗含有大量氢的类地行星，那就不是真正的生物特征，而是反生物特征。”
尽管科学家们还不能就富氢世界的意义达成一致，但这样的对话将为未来探测地外生命奠定基础。特别是如果这些对话包括更多的微生物学家，正如尼尔森所述，因为已经有大量的研究表明，生命可以利用氢作为能量来源，不仅保证了生长，而且是茁壮成长。