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液氫是由氫氣經過降溫而得到的液體，是一種無色、無味的高能低溫液體燃料。一個大氣壓下的正常氫沸點為20.37K（252.78℃），凝固點為13.96K（259.19℃），密度為70.85kgm3。
液氫是由氫液化而成的無色無臭的透明液體，是仲氫（pH2）和正氫（oH2）的混合物。正氫和仲氫是分子氫的兩種自旋異構體，這種異構現象是由于兩個氫原子的核自旋有兩種可能的偶合而引起的。正氫的原子核自旋方向相同，仲氫的原子核自旋方向相反。仲氫分子的磁矩為零，正氫分子的磁矩為質子磁矩的兩倍。仲氫與正氫的化學性質完全相同，而物理性質有所差異，表現為仲氫的基態能量比正氫低。在室溫或高于室溫時，正、仲氫的平衡組成為75:25，稱為標準氫（nH2）或正常氫。低于常溫時，正仲氫的平衡組成將發生變化，仲氫所占的百分比增加。氣態氫的正仲態轉化在存在催化劑的情況下才能發生，而液態氫則在沒有催化劑的情況下自會自發地發生正仲轉化，但轉化速率較慢。氫的正仲轉化是一放熱反應，轉化過程中放出的熱量和轉化時的溫度有關。為減少正仲氫轉化放熱造成的液氫蒸發損失，所有液氫產品中要求仲氫含量至少在95%以上，即要求液化時將正氫基本上都催化轉化為仲氫。
液氫與液氧組成的雙組元低溫液體推進劑的能量極高，已廣泛用于發射通訊衛星、宇宙飛船和航天飛機等運載火箭中。液氫還能與液氟組成高能推進劑。另外，液氫還可用作新能源汽車的燃料，如寶馬Hydrogen7氫動力汽車，除配有一個容量為74升的普通油箱外，還配有一個額外的燃料罐，可容納約8千克的液態氫。雙模驅動為BMW氫能7系汽車提供了超過700公里的總行駛里程：氫驅動，200公里以上；汽油驅動，500公里。
金屬氫是液態或固態氫在上百萬大氣壓的高壓下變成的導電體。導電性類似于金屬，故稱金屬氫。金屬氫是一種高密度、高儲能材料，之前的預測中表明，金屬氫是一種室溫超導體。
金屬氫內儲藏著巨大的能量，比普通TNT炸藥大30─40倍。2017年1月26日，科學雜志報道哈佛大學實驗室成功制造出金屬氫。2017年2月22日，由于操作失誤，這塊地球上唯一的金屬氫樣本消失了。
氫是人們最熟悉的化學元素。它在常溫下是一種氣體，在低溫下可以成為液體，在溫度降到零下259℃時即為固體。如果對固態氫施加幾百萬個大氣壓的高壓，就可能成為金屬氫。金屬氫的出現是當代超高壓技術創造的一項奇跡，它是高壓物理研究領域中一項十分活躍的課題。
氫在金屬狀態下，氫分子將分裂成單個氫原子，并使電子能夠自由運動。在金屬氫中，氫分子鍵斷裂，分子內受束縛的電子被擠壓成公有電子，這種電子的自由運動，使金屬氫具有了導電的特性。因此，把氫制成金屬，關鍵就是把電子從原子的束縛下解放出來，把共價鍵轉變為金屬鍵。
在1935年，英國物理學家貝納爾就預言，在一定的高壓下，任何絕緣體都能變成導電的金屬，只是，不同的材料轉變成導電金屬所需的壓力不同而已，有的材料，如磷，已能獲得導電體，但穩定的金屬氫樣品始終沒有得到。在蘇聯、日本、美國的幾個實驗室中，只在上百萬大氣壓的超高壓下得到了金屬氫，不過，一旦恢復常壓，氫又回復到初始狀態。判斷得到了金屬氫，依據是當處于高壓下時，它的電阻從10^8歐姆變為10^2歐姆（蘇聯人的數據），或從1.26×10^12歐姆降到10^2歐姆（日本人的數據）。
從20世紀40年代開始，美、英等國就投入了大量的人力、物力研制金屬氫。世界上的高壓實驗室已達100多個。我國已研制成功了能產生100萬大氣壓的壓力機。我國研制成功了“分離球體式多級多活塞組合裝置”能產生200萬個大氣壓。中國等幾個國家宣布已在實驗室內研制成功了金屬氫，這是人類向金屬氫邁出了可喜的一步。而要使金屬氫大規模投入工業生產，還有相當大的困難。但它已有力地推動和促進了超高壓技術、超低溫技術、超導技術、空間技術、激光、原子能等20多門科學技術向著新的深度發展。可以預言，大規模制造金屬氫的時代已為期不遠了。
英國愛丁堡大學科學家利用鉆石對頂砧制造出某種極端高壓狀態，從而生成“第五狀態氫”，即氫的固體金屬狀態。這是一種新的物質形態，這種狀態的氫通常存在于大型行星或太陽內核之中，分子分離成單原子，電子的行為特征像金屬電子一樣。
早在80多年前，這種狀態的氫首次在理論中被提出。從40多年前開始，科學家們一直在努力嘗試再造這種狀態的氫，但均未能成功。此次英國愛丁堡大學科學家利用鉆石對頂砧對氫實施壓縮到前所未有的高壓狀態，從而證實了這種罕見的“金屬態氫”的存在。“金屬態氫”狀態不穩，科學家此前也從未見過“金屬態氫”。
太陽和太陽系的大型行星的內核主要由這種高壓形式的元素構成。比如，木星和土星的內核被認為主要由這種形態的元素構成。該項研究主要負責人、英國愛丁堡大學物理和天文學學院科學家尤金格雷高里安茲教授介紹說，“在過去30年間，在無數次的高壓實驗中，科學家們都聲稱制造出金屬態氫，但后來這些實驗結果都被證明無效。我們的研究首次拿出了實驗證據證明氫可以像預測的那樣擁有固體金屬態，不過所需要的壓力也比此前想像的要高得多。研究成果將有助于基礎科學和行星科學的發展。”
英國愛丁堡大學研究團隊團隊使用鉆石對頂砧一種能夠讓非常小量的物質被壓縮到極端壓力的設備對氫氣進行了壓縮，即生成“第五狀態氫”所必需的壓力狀態，將氫壓縮成新的固體狀態。為了達到“第五狀態”，研究團隊所實現的壓力相當于325萬個地球大氣壓。科學家們利用激光顯微拉曼光譜儀觀測到了這種狀態的變化，從而通過實驗證明了氫的這種不尋常特性。
在這種極端高壓狀態下，分子開始分離成單原子。研究人員發現，電子的行為與金屬電子的行為特征相似。盡管此次實驗比此前的實驗邁進了一大步，但科學家承認還需要繼續努力加以佐證。此外，為了生成單純的原子和金屬狀態可能還需要更大的壓力。
2017年1月26日，科學雜志報道哈佛大學實驗室成功制造出金屬氫。從理論上來看，在超高壓下得到金屬氫是確實可能的。不過，要得到金屬氫樣品，還有待科學家們進一步研究。盡管還末把金屬氫拿到手，但理論工作者推斷，金屬氫是一種高溫超導體，是高密度、高儲能材料。
已掌握的超導材料大多需在液氦（－269℃）或液氮（－196℃）冷卻下使用，這使超導技術的發展受到限制。
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