早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究，后來(lái)2001年才有法國(guó)學(xué)者將高壓氫用于治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡(jiǎn)單地觀察氫氣被動(dòng)物呼吸后的反應(yīng)，顯然觀察結(jié)果證明氫氣對(duì)動(dòng)物沒有產(chǎn)生顯著的影響。關(guān)于氫氣的生物學(xué)效應(yīng)，最熱鬧地當(dāng)然屬于潛水醫(yī)學(xué)，因?yàn)闅錃庾鳛槿祟悵撍粑臍怏w被國(guó)際許多重要的潛水醫(yī)學(xué)研究單位深入研究，作為呼吸氣體的最重要前提是該氣體的安全性，就是不能對(duì)人體產(chǎn)生明顯的影響，包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫(yī)學(xué)研究證明呼吸氫氣是非常安全的，但也同時(shí)給人們一種深刻印象，呼吸氫氣對(duì)人體是沒有明顯生物學(xué)效應(yīng)的。2007年日本學(xué)者報(bào)道，動(dòng)物呼吸2%的氫可有效清除強(qiáng)毒性自由基，顯著改善腦缺血再灌注損傷，采用化學(xué)反應(yīng)、細(xì)胞學(xué)手段證明，氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而后兩者是氧化損傷的最重要介質(zhì)，體內(nèi)缺乏他們的清除機(jī)制，是多種疾病發(fā)生的重要基礎(chǔ)。隨后他們又用肝缺血和心肌缺血?jiǎng)游锬Ｐ停C明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。采用飲用飽和氫水可治療應(yīng)激引起的神經(jīng)損傷和基因缺陷氧化應(yīng)激動(dòng)物的慢性氧化損傷。美國(guó)匹茲堡大學(xué)器官移植中心學(xué)者Nakao等隨后證明，呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎癥損傷，飲用飽和氫水可治療心臟移植后心肌損傷、腎臟移植后慢性腎病。國(guó)內(nèi)第四軍醫(yī)大學(xué)謝克亮等的研究證明，呼吸氫氣能治療動(dòng)物系統(tǒng)炎癥、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學(xué)軍等的研究也證明，呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨后，孫學(xué)軍等成功制備了飽和氫注射液，并與國(guó)內(nèi)40多家實(shí)驗(yàn)室開展合作，先后發(fā)現(xiàn)該注射液對(duì)疼痛、關(guān)節(jié)炎、急性胰腺炎、老年性癡呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創(chuàng)傷、慢性低氧、腹膜炎、結(jié)腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說(shuō)明，氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應(yīng)用前景。

1.氫是主要的工業(yè)原料，也是最重要的工業(yè)氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細(xì)有機(jī)合成、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級(jí)能源如太陽(yáng)能、煤炭等來(lái)制取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結(jié)合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現(xiàn)氧化的生產(chǎn)中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業(yè)中，需加氫通過去硫和氫化裂解來(lái)提煉原油。氫的另一個(gè)重要的用途是對(duì)人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤(rùn)滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化。由于氫的高燃料性，航天工業(yè)使用液氫作為燃料。

2.用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料，冶金用還原劑，石油煉制中加氫脫硫劑等

2007年，Ohsawa的關(guān)于氫氣選擇性抗氧化和對(duì)大鼠腦缺血治療作用的報(bào)道是該領(lǐng)域具有開創(chuàng)意義的工作。雖然早在1975年和2001年就有關(guān)于氫氣抗氧化的報(bào)道，但2001年是研究呼吸800 kPa氫氣14天的效應(yīng)，而2007年報(bào)道是呼吸2 kPa氫氣不足1小時(shí)的效應(yīng)，兩者分壓相差400倍，呼吸時(shí)間相差600倍，所以這絕對(duì)是完全不同性質(zhì)的工作。該研究將大鼠中動(dòng)脈臨時(shí)阻斷90分鐘（將一根縫合線插到大腦中動(dòng)脈起始段），然后再灌流，這是經(jīng)典的腦中風(fēng)動(dòng)物模型，類似腦缺血后再恢復(fù)血流的情況。在恢復(fù)血液供應(yīng)前5分鐘開始給動(dòng)物呼吸含氫氣1、2、4%的混合氣體35分鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)物腦組織壞死體積非常顯著地減少。日本學(xué)者將這種作用歸因于氫氣可以選擇性中和羥基自由基（羥基自由基是生物體毒性最強(qiáng)的自由基），盡管氫氣也可以中和亞硝酸陰離子，但作用比較弱。該文章發(fā)表后，迅速引起國(guó)際上的廣泛關(guān)注，大批臨床和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)者迅速跟進(jìn)，至2014年已經(jīng)有63個(gè)疾病類型被證明可以被氫氣有效治療。每年氫氣生物學(xué)文章數(shù)量，如2007年3篇、2008年15篇、2009年26篇、2010年50篇、2011年63篇、2012年95篇，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。氫氣的分子效應(yīng)可在多種組織和疾病存在，例如大腦、脊髓、眼、耳、肺、心、肝、腎、胰腺、小腸、血管、肌肉、軟骨、代謝系統(tǒng)、圍產(chǎn)期疾病和炎癥等。在上述這些器官、組織和疾病狀態(tài)中，氫氣對(duì)器官缺血再灌注損傷和炎癥相關(guān)疾病的治療效果最顯著，有4篇文章涉及到惡性腫瘤。

關(guān)于氫氣治療疾病病理生理學(xué)機(jī)制主流觀點(diǎn)仍是氫氣的選擇性抗氧化，在選擇性抗氧化基礎(chǔ)上，人們相繼證明氫氣對(duì)各類疾病過程中的氧化損傷，炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和血管異常增生等具有治療作用?；钚匝踉诟黝愋哪X血管疾病如中風(fēng)和心肌梗死、代謝性疾病如糖尿病動(dòng)脈硬化等人類重要急性和慢性疾病的病理生理進(jìn)程中扮演了重要角色，它是分子氧在還原過程中的中間產(chǎn)物，包括以氧自由基形式存在和非氧自由基形式存在的兩大類物質(zhì)，其中氧自由基又包括羥自由基、超氧陰離子、一氧化氮、亞硝酸陰離子等物質(zhì)。生理情況下，活性氧在體內(nèi)不斷產(chǎn)生，也不斷被清除，處于動(dòng)態(tài)平衡。但在缺血、炎癥等病理狀態(tài)下，機(jī)體將產(chǎn)生大量的活性氧。其中，羥自由基和過氧亞硝基陰離子毒性較強(qiáng)，是細(xì)胞氧化損傷的主要介質(zhì)。而一氧化氮、超氧陰離子和過氧化氫等物質(zhì)毒性較弱，具有重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。既往在抗氧化損傷的治療中，還原性過強(qiáng)的藥物可能導(dǎo)致機(jī)體氧化- 還原狀態(tài)出現(xiàn)新的失衡。2007 年Ohsawa等人研究證實(shí)，氫氣能夠選擇性清除毒性較強(qiáng)的羥自由基和亞硝酸陰離子，而對(duì)其它具有重要生物學(xué)功能、毒性較低的活性氧影響不大，此即氫氣的選擇性抗氧化作用。該作用為抗氧化治療提供了新的思路。早在2001 年，Gharib等人報(bào)道吸入8 個(gè)大氣壓的氫氣對(duì)肝臟血吸蟲感染引起的炎癥反應(yīng)具有治療作用，他們認(rèn)為氫氣與羥自由基直接反應(yīng)是氫氣抗炎作用的基礎(chǔ)。2009 年Kajiya等人報(bào)道氫氣能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘發(fā)的結(jié)腸炎癥反應(yīng)，減少受損結(jié)腸的炎癥因子水平，減輕炎癥的病理?yè)p傷，改善預(yù)后。氫氣的抗炎作用與其抑制活性氧產(chǎn)生、中和羥自由基、抑制促炎因子釋放有關(guān)。另外，巨噬細(xì)胞在炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，氫氣對(duì)巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié)為其抗炎作用奠定了基礎(chǔ)。孫學(xué)軍等2008 年的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣能減少大鼠缺血缺氧模型的組織損傷，呼吸低濃度的氫氣可時(shí)間依賴性地減少凋亡酶Caspase-3和Caspase-12 的活性，減少凋亡陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量，研究提示氫氣的作用與減少Caspase 依賴性凋亡有關(guān)。Kubota等報(bào)道使用含氫氣的水滴眼具有抗角膜血管增生的作用。 

氫氣生物學(xué)效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，氫氣對(duì)以腦血管疾病為代表和以老年性癡呆為代表的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾功能紊亂都具有明顯的保護(hù)作用。

Ohsawa等2007年報(bào)道的呼吸氫氣對(duì)大鼠左大腦中動(dòng)脈阻斷模型的治療作用后。孫學(xué)軍等很快證明呼吸氫氣對(duì)新生兒窒息引起的缺血缺氧性腦損傷具有理想的治療作用，發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)缺血缺氧性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡酶活性有抑制作用，凋亡酶活性下降導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡減少，使神經(jīng)細(xì)胞壞死減少。從而減輕了腦損傷，保護(hù)了成年后的腦功能。氫氣對(duì)心臟停跳引起的腦損傷具有保護(hù)作用，這進(jìn)一步肯定了氫氣對(duì)缺血缺氧性腦損傷的保護(hù)作用。衣達(dá)拉奉是被批準(zhǔn)用于中風(fēng)治療的抗氧化藥物，和單純使用衣達(dá)拉奉相比，氫氣聯(lián)合使用衣達(dá)拉奉上述核磁共振檢測(cè)指標(biāo)均獲得更好的改善。美國(guó)Loma Linda神經(jīng)外科研究所和南京醫(yī)科大學(xué)、浙江大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科等三家實(shí)驗(yàn)室先后報(bào)道氫氣呼吸和注射氫氣生理鹽水對(duì)腦出血和珠網(wǎng)膜下腔出血引起的早期腦損傷、神經(jīng)細(xì)胞壞死、腦水腫和血管痙攣等具有理想的保護(hù)作用。 

巴金森病是腦干神經(jīng)核黑質(zhì)內(nèi)多巴胺神經(jīng)元死亡引起的疾病，經(jīng)常是許多其他神經(jīng)退行性疾病如老年性癡呆的繼發(fā)表現(xiàn)。孫學(xué)軍等在模型制備前1周開始給動(dòng)物隨意飲用氫氣飽和水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該治療可完全消除單側(cè)巴金森病癥狀的發(fā)生。非治療組動(dòng)物注射側(cè)多巴胺神經(jīng)元數(shù)量比對(duì)照側(cè)減少到40.2%，而治療組僅減少到83%。即使在模型制備后3天開始給氫氣水治療，單側(cè)巴金森病癥狀仍可以被抑制，但治療效果低于預(yù)先治療,神經(jīng)元數(shù)量比對(duì)照側(cè)減少到76.3%。預(yù)先治療組動(dòng)物在模型制備后48小時(shí)，紋狀體內(nèi)代表多巴胺神經(jīng)元末梢的酪氨酸羥化酶活性在模型對(duì)照組和治療組均顯著下降。Fujita等用MPTP誘導(dǎo)的小鼠巴金森病模型證明氫氣具有類似效應(yīng)。研究結(jié)果表明，和其他如銀杏葉比較，氫氣具有更理想的治療效果。

氫氣在肝臟領(lǐng)域的應(yīng)用研究十分突出，是早在2001年，法國(guó)潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域就有學(xué)者希望證明氫氣的抗氧化作用，在馬賽法國(guó)著名飽和潛水設(shè)備公司COMEX SA的設(shè)備、技術(shù)和人員幫助下，他們開展了這一研究。讓感染了肝日本曼氏血吸蟲病的小鼠連續(xù)14天呼吸氫氧混合氣（氫氣濃度為87.5%,分壓為0.7 Mpa）,觀察對(duì)小鼠肝臟功能、肝組織氧化損傷、纖維化和血液炎癥反應(yīng)等方面的影響，研究結(jié)果證明，連續(xù)呼吸高壓氫氣對(duì)肝臟血吸蟲病動(dòng)物的肝組織損傷、炎癥反應(yīng)和后期的肝纖維化均有非常顯著的保護(hù)作用。Fukuda 等在2007年制作了大鼠肝臟缺血再灌注的模型，通過對(duì)組織標(biāo)本的HE 染色加MDA 加肝功能酶學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)氫氣療法對(duì)肝臟的缺血損傷有非常明顯的治療效果。2009 年時(shí)，哈佛大學(xué)口腔醫(yī)院的學(xué)者Kajiya 等在實(shí)驗(yàn)中讓大老鼠喝下能產(chǎn)生氫氣的細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)對(duì)伴刀豆球蛋白誘導(dǎo)的肝炎具有預(yù)防作用，如果用抗生素殺滅這些細(xì)菌，則抗肝炎的作用消失，這顯示了氫氣對(duì)肝炎的預(yù)防與治療作用。他們還證明，飲用氫氣飽和水對(duì)伴刀豆球蛋白誘導(dǎo)的肝炎具有類似的治療效果。同年，Tsai 等發(fā)現(xiàn)飲用富氫電解水可以保護(hù)小鼠四氯化碳誘導(dǎo)的肝臟損傷。中國(guó)學(xué)者孫漢勇等采用GalN/LPS，CCl4 和DEN 3 種肝損傷動(dòng)物模型，通過檢測(cè)氫氣、活性氧水平，評(píng)價(jià)氧化損傷、細(xì)胞凋亡和炎性反應(yīng)程度，發(fā)現(xiàn)腹腔注射氫氣生理鹽水對(duì)急性肝臟損傷、肝纖維化和肝臟細(xì)胞增生均具有顯著的抑制作用，同時(shí)細(xì)胞碉亡相關(guān)分子如JNK和caspase-3 活性下降，研究結(jié)果證明氫氣不僅能治療急性肝臟損傷，而且能治療肝硬化。劉渠等研究認(rèn)為，腹腔注射氫氣生理鹽水通過提高肝臟抗氧化能力，抑制肝臟炎性反應(yīng)能治療膽管阻塞后黃疸和肝損傷，這對(duì)臨床上的指導(dǎo)意義很大。對(duì)非酒精性脂肪肝的研究證明，長(zhǎng)時(shí)間飲用氫氣水可以對(duì)抗高脂飲食引起的脂肪肝，不僅對(duì)肝臟功能、肝形態(tài)學(xué)如纖維化，而且對(duì)脂肪肝相關(guān)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路均有明顯的阻斷效應(yīng)，該效果可以和傳統(tǒng)的治療脂肪肝的藥物吡格列酮（促進(jìn)胰島素受體敏感性，降血脂）治療效果相嫣美。長(zhǎng)期飲用氫氣水不僅可以對(duì)抗脂肪肝，而且可以顯著減少這種脂肪肝晚期轉(zhuǎn)化成肝癌的比例，也就是說(shuō)可以減少脂肪肝發(fā)生肝癌的可能性。氫氣可以通過促進(jìn)一種重要的信號(hào)分子FGF 21發(fā)揮減肥和治療脂肪肝的效果。氫氣在肝臟疾病的臨床研究十分缺乏，2012年韓國(guó)學(xué)者Kang 等對(duì)49例接受放射治療的惡性肝癌病人，采用隨機(jī)安慰劑對(duì)照方法，給病人在放射治療期間飲用一定量的金屬鎂制備的氫氣水，通過對(duì)生活質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)該氫氣水可顯著提高肝癌病人放射治療后的生活量，同時(shí)可以降低血液中氧化應(yīng)激指標(biāo)。氫氣作為一種選擇性抗氧化物質(zhì)，氫對(duì)肝臟缺血、藥物性肝炎、膽管阻塞引起的肝硬化、脂肪肝等多種類型的肝臟疾病具有有效和明顯的治療作用。 

到2013年四月為至，先后有7個(gè)疾病臨床研究報(bào)道，分別是二型糖尿病、代謝綜合癥、血液透析、炎癥/線粒體肌肉病、腦干缺血和放射治療副作用和系統(tǒng)性紅斑狼瘡。從世界衛(wèi)生組織注冊(cè)的信息中可以發(fā)現(xiàn)，也有一些沒有發(fā)表論文的臨床研究。這些研究報(bào)告顯示氫氣在人體脂代謝和糖代謝中的關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。 

氫氣可以用作燃料,具有下列特點(diǎn):

一、資源豐富。以水為原料，電解便可獲得。水資源在地球上相對(duì)主要燃料石油，煤也較豐富。

二、熱值高。氫燃燒的熱值高居各種燃料之冠，據(jù)測(cè)定，每千克氫燃燒放出的熱量為1.4×108 J，為石油熱值的3倍多。因此，它貯存體積小，攜帶量大，行程遠(yuǎn)。

三、氫為燃料最潔凈。氫的燃燒產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生任何污染。相反，以汽油，柴油為燃料的車輛，排放大量氮氧化物、四乙基鉛[Pb(C2H5)4]，會(huì)導(dǎo)致酸雨，酸霧和嚴(yán)重的鉛中毒。更重要的是，廢氣中還含有3,4-苯并芘的強(qiáng)致癌物質(zhì)，污染大氣，危害健康?，F(xiàn)世界各國(guó)對(duì)以氫為新型能源的研究頗為重視。日本于1984年5月24日在富士高速公路以每小時(shí)200千米速度首次試車（以氫為燃料）成功。

氫氣要安全儲(chǔ)藏和運(yùn)輸并不容易，它重量輕、難捉摸、擴(kuò)散速度快，需低溫液化，會(huì)導(dǎo)致閥門堵塞并形成不必要的壓力

核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑，可以做氣相色譜氫焰化驗(yàn)原料、密度小充探空氣球、新型的高能燃料(驅(qū)動(dòng)火箭)、冶煉金屬鎢、鉬等，還有石油精煉、浮法玻璃、電子、食品、飲水、化工生產(chǎn)、航天、汽車業(yè)等行業(yè)。

氫氣是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒、易燃易爆的氣體，和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險(xiǎn)，其中，氫氣與氟氣的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯氣的混合體積比為1:1時(shí)，在光照下也可爆炸。氫氣由于無(wú)色無(wú)味，燃燒時(shí)火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)，在許多情況下向氫氣中加入有臭味的乙硫醇，以便使嗅覺察覺，并可同時(shí)賦予火焰以顏色。

氫氣雖無(wú)毒，在生理上對(duì)人體是惰性的，但若空氣中氫氣含量增高，將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣，直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢并突然大面積蒸發(fā)還會(huì)造成環(huán)境缺氧，并有可能和空氣一起形成爆炸混合物，引發(fā)燃燒爆炸事故。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會(huì)發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕，在室內(nèi)使用和儲(chǔ)存時(shí)，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會(huì)引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會(huì)劇烈反應(yīng)。

氫氣因?yàn)槭且兹級(jí)嚎s氣體，故應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的倉(cāng)間內(nèi)。倉(cāng)內(nèi)溫度不宜超過30℃。遠(yuǎn)離火種、熱源。防止陽(yáng)光直射。應(yīng)與氧氣、壓縮空氣、鹵素（氟氣、氯氣、溴）、氧化劑等分開存放。切忌混儲(chǔ)混運(yùn)。儲(chǔ)存間內(nèi)的照明、通風(fēng)等設(shè)施應(yīng)采用防爆型，開關(guān)設(shè)在倉(cāng)外，配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備工具。驗(yàn)收時(shí)要注意品名，注意驗(yàn)瓶日期，先進(jìn)倉(cāng)的先發(fā)用。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。