1.航天领域

氢作为一种高能燃料，其燃烧值（以单位重量计）最高，为121061kJ/kg。甲烷为50054kJ/kg，汽油为44467kJ/kg，乙醇为27006kJ/kg，甲醇为20254kJ/kg。由液氢和液氧组合的推进剂所产生的比冲是390s，由于比冲高，所以在航天工业得到重要应用。表6-5给出了各种组合推进剂的比推力值。

表6-5 几种液体推进剂的比推力

由表6-5可以看出，有液氢和液氧组合的推进剂有很高的比推力，它比酒精（75%乙醇）与液氧组合高30%，比偏二甲肼与四氧化二氮组合高40%以上。除有毒的液氟以外，液氢比冲是最高的。1958年，美国波拉特惠特尼公司正式研发空间用液氢液氧火箭发动机，于1959年首次通过了全机组试验。目前世界上性能最先进的发动机仍是氢氧发动机。

早在第二次世界大战期间，氢即用作A-2火箭发动机的液体推进剂。对现代航天飞机而言，减轻燃料自重、增加有效载荷变得更为重要。氢的能量密度很高，是普通汽油的3倍，这意味着燃料的自重可减轻2/3，这对航天飞机是极为有利的。

航天飞机的主机是以液氢为燃料和以液氧为氧化剂，在轨道飞行器下面有一个可拆卸的燃料箱，其中两个隔开的室分别装有液氢和液氧。轨道飞行器也有两个液氢和液氢储槽为进入轨道时用。1981年4月，美国首次试验航天飞机成功，而在1968年底人类首次实现登月飞行。美国肯尼迪航天中心39A、39B发射场曾用于“阿波罗”登月计划，发射土星V运载火箭，它的二、三级采用液氢/液氧推进剂，两级的液氢加注量分别为1000m³和280m³。该系统改造后已经用于向航天飞机加注。航天飞机的液氢、液氧总加注量分别为1432m³和529m³。

欧洲“阿里安娜”号火箭是以液氢/液氧为推进剂；日本从20世纪80年代以来积极开发上百吨级推力的液氢/液氧发动机，液氢用作H-Ⅰ和H-Ⅱ火箭燃料。我国长征系列运载火箭已经用液氢/液氧推进剂成功发射了通信卫星和载人火箭。航天事业的发展大大促进了液氢生产和技术的发展。(www.daowen.com)

2.航空领域

与煤油相比，用液氢作航空燃料，能较大地改善飞机的全部性能参数。以液氢为燃料的超音速飞机，起飞重量只有煤油的一半，而每千克液氢的有效载荷能量消耗率只有煤油的70%。

美国洛克西德马丁公司对航空煤油和液氢做了亚音速和超音速运输机的燃烧对比试验，证明液氢具有许多优越性。多家航空公司对民航喷气发动机设计方案进行了研究，得出结论：在相同的有效载荷和航程下，液氢燃料要轻得多。飞机总重量的减轻，跑道可以缩短，载荷也可以增加，从而节省了总的燃油消耗量。

在同样的动力条件下，液氢飞机的燃料箱体积比煤油大三倍。正因如此，为克服这一不利因素，液氢飞机必须向高超音速（＞6M）、远航程（10000km以上）、超高空（30000km）发展，才能更好地发挥液氢的优越性，以替代现在航速较低、飞行时间长、煤油消耗量多的大型客机。

协和号超音速客机共生产16架，已运行6年，积累了超音速（2.2M）的飞行经验。美国已用液氢燃料在B-57轰炸机上，成功地进行了飞行试验，认为采用火箭中的氢氧发动机作为超音速液氢燃料飞机的主发动机是可行的。

以时速为6400km/h（6.03M）的高超音速飞机为例，从美国纽约到日本东京只需2h，而以前的客机需12h，液氢飞机缩短了10h。这不仅是时间上的节约，更重要的是节省了十多个小时的煤油消耗量。不久前美国航空航天局（NASA）试飞了X-43A高超音速飞机，10s可加速至7M。X-43A即是使用以氢为燃料的超音速冲压发动机。

氢气作为航空燃料大量使用所面临的最大问题是，若在高空（高度＞11km）排放会产生冰云，使上层大气更冷、更多云。一方面，尽管水分一般在平流层（云层的最高层）停留时间为6～12个月（远低于CO₂），平流层以下高度仅为3～4天，但仍有可能产生温室效应；另一方面，在冰晶上可以发生很多化学反应，有可能导致上层大气臭氧层的破坏，这些问题仍处于研究中。若上述问题对气候影响很大，而必须严格限定飞行高度。