vaikka vety muodostaa noin 75% maailmankaikkeuden massasta, jaksollisen järjestelmän harmitonta pientä alkuainetta 1 ei ollut helppo löytää.
vuonna 1671 Irlantilainen kemisti Robert Boyle oli ensimmäinen, joka valmisti keinotekoisesti tätä erittäin kevyttä ja helposti syttyvää kaasua tehdessään kokeita raudalla ja hapoilla. Mutta hän ja useat muut tiedemiehet, jotka tuottivat vetyä seuraavien lähes sadan vuoden aikana, eivät ymmärtäneet, että kaasu oli erillinen alkuaine.
sitten vuonna 1766 brittiläinen tiedemies Henry Cavendish havaitsi, että vety oli ”diskreetti aine”, joka tarkoitti omaa alkuainettaan. Hän nimesi kaasun ”tulenaraksi ilmaksi” ja arveli sen itse asiassa olevan identtinen hypoteettisen aineen, ”flogiston”, kanssa, joka juontuu muinaiskreikasta ja kuvaa palamisen yhteydessä vapautuvaa tulenkaltaista alkuainetta. Cavendish, jolle yleensä annetaan kunnia löydöstä, sai myös vuonna 1781 selville, että kaasu tuotti vettä poltettaessa.
mutta vety sai varsinaisen nimensä toiselta tiedemieheltä, ranskalaiselta kemistiltä Antoine Lavoisierilta. Hän on saanut sen vettä tarkoittavasta kreikkalaisesta sanasta hydro ja luojaa tarkoittavasta sanasta genes, koska vety ”luo vettä” palaessaan.
mikä on vedyn väri?
kaasu on väritöntä, voisi heti sanoa, mikä tietysti pitää paikkansa. Mutta koska vetyä hypetetään vihreän energian siirtymän Graalin maljaksi, tutkijat antoivat sille kolme lisäväriä kuvaamaan, mistä kaasu todellisuudessa on peräisin.
on olemassa ”harmaata vetyä”, jota tuotetaan maakaasulla. Valitettavasti Luontoäidin kannalta prosessi — jota käytetään laajalti petrokemian ja lannoiteteollisuudessa-aiheuttaa merkittäviä hiilipäästöjä. Maailmanlaajuisesti harmaa vety aiheuttaa lähes kaksi prosenttia maailman päästöistä.
toiseksi, ja pienemmän ekologisen jalanjäljen omaava on ” sininen vety.”Se perustuu myös maakaasuun, mutta sisältää hiilidioksidia, joka on kerätty uudesta teknologiasta nimeltä Carbon Capture and Storage (CCS), jonka tavoitteena on kaapata hiilidioksidipäästöjä, jotka normaalisti menevät ilmaan ja lämmittävät ilmakehää.
ja lopuksi meillä on ”vihreä vety”, joka on uusiutuvan sähkön avulla tapahtuvan veden elektrolyysin tuote, jonka nettohiilipäästöt ovat lähellä nollaa. Vihreän vedyn ilmeinen suuri etu on se, että se voi imeä ylimääräistä sähköä, kun tuuli-ja aurinkovoiman tarjonta ylittää kysynnän. Se toimisi hyvin alhaisilla ja jopa negatiivisilla sähkön hinnoilla, mikä tekisi tuotannolle hyvän bisnesjutun, kun yhä enemmän uusiutuvaa energiaa tulee verkkoon.
alkuaineen 1 taustalla olevan fysiikan ja kemian
vedyn uskotaan olevan yksi kolmesta niin sanotussa Alkuräjähdyksessä syntyneestä alkuaineesta, muut ovat helium ja litium. Se on maailmankaikkeuden runsain alkuaine, joka muodostaa massaltaan 75% normaalista aineesta ja atomimäärältään yli 90%. Elämä ei voi olla olemassa ilman vetyä, koska sitä on lähes kaikissa elollisten molekyyleissä.
vety on jaksollisessa järjestelmässä No. 1, mutta voiko se olla myös No. 1, Kun on kyse ympäristön saastumisen hillitsemisestä?
olemme velkaa suurimman osan planeettamme energiasta vedylle, koska auringon ydinpalot muuttavat vedyn heliumiksi vapauttaen valtavia määriä energiaa. Ihmiskunnan ensimmäinen ketjureaktiokoe tehtiin käyttämällä vetykaasujen ja kloorin seosta. Saksalainen kemisti Max Bodenstein laukaisi ketjureaktion seoksessa vuonna 1913-vuosia ennen ensimmäisen ydinketjureaktion löytymistä.
vety on yksinkertaisin mahdollinen atomi. Sen ytimessä on vain yksi protoni, jota kiertää vain yksi elektroni. Se on ainoa alkuaine, jolla ei ole neutroneja. Nestemäisen vedyn tiheys on pienin kaikista nesteistä, kun taas kiteisen vedyn tiheys on pienin kaikista kiteisistä kiinteistä. Se reagoi räjähdysmäisesti alkuaineiden hapen, kloorin ja fluorin kanssa.
Antivety on toistaiseksi ainoa antimateria-alkuaine, jota on valmistettu. Sveitsiläisen CERNin hiukkaskiihdyttimen tutkijat syntetisoivat antivetyatomeja jopa 17 minuutin ajan ja havaitsivat, että jokainen antivetyatomi sisältää positronin (positiivisesti varautuneen elektronin), joka kiertää antiprotonia (negatiivisesti varautuneen protonin).
Saksa turvautuu puhtaaseen vetyenergiaan vihreiden tavoitteiden saavuttamiseksi
uskomattoman monipuolinen
petrokemian teollisuudessa käytetään suuria määriä vetyä fossiilisten polttoaineiden parantamiseen, erityisesti prosessissa, jota kutsutaan rikinpoistoksi, jota käytetään polttoaineiden rikin erottamiseen.
lisäksi on olemassa prosessi, jota kutsutaan vedytykseksi ja joka tarkoittaa, että vetyä lisätään erilaisiin aineisiin, jolloin esimerkiksi margariinien tyydyttymättömät rasvat ja öljyt muuttuvat tyydyttyneiksi. Typpeen yhdistettynä vedystä valmistetaan ammoniakkia lannoitteisiin, ja monikäyttöinen kaasu voi jopa pelkistää malmit metalleiksi.
monien suotuisien ominaisuuksiensa, kuten alhaisen tiheyden ja viskositeetin sekä kaikkien kaasujen korkeimman ominaislämmönjohtavuuden vuoksi vety on täydellinen jäähdytysneste voimalaitosgeneraattoreissa.
puolijohdeteollisuudessa käytetään vetyä kyllästämään niin sanottuja katkenneita eli ”roikkuvia” amorfisen piin ja amorfisen hiilen sidoksia, jotka auttavat stabiloimaan materiaalin ominaisuuksia.
ei pidä unohtaa vetyä energialähteenä. Asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että kaasun käyttö tähän tarkoitukseen on vielä vuosikymmenten päässä, koska sillä voi olla merkitystä vain hypoteettisessa kaupallisessa ydinfuusiovoimantuotannossa, joka on tällä hetkellä kaukana toteutuksesta. Auringon energia tulee myös vedyn ydinfuusiosta, mutta tätä prosessia on toistaiseksi ollut vaikea saavuttaa hallitusti maapallolla.
rooli hiilen jälkeisessä tulevaisuudessa?
valitettavasti alkuainevedyn tuottaminen vaatii enemmän energiaa kuin sitä polttamalla saadaan. Lisäksi energiatiheys tilavuusyksikköä kohti on huomattavasti pienempi kuin perinteisillä fossiilisilla polttoaineilla.
ilmastonmuutosta hillitsevien maailmanlaajuisten pyrkimysten taustalla ”vihreästä vedystä” puhutaan laajalti mahdollisena tulevaisuuden energiakantajana, joka voisi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.
liikenteessä polttokennot, jotka muuttavat vedyn ja hapen suoraan sähköksi, voisivat korvata polttomoottorin ja jopa korvata useimmat akkukäyttöisten autojen haittapuolet, kuten kantaman ja latausajat. Raskaissa kuorma-autoissa tekniikka näyttää olevan ainoa kaupallisesti kannattava vähähiilinen vaihtoehto perinteisille polttoaineille myös raideliikenteessä.
vihreää vetyä voidaan myös varastoida, jakaa ja käyttää raaka-aineena kiinteissä voimanlähteissä sekä teollisuus-ja valmistusaloilla, kuten teräksenvalmistuksessa.
vaikka vihreä vety on lupaava energiantuottaja vähähiilisessä energiajärjestelmässä, sillä on edelleen merkittäviä teknisiä ja kaupallisia haasteita. Sen haitat, kuten heikko energiatehokkuus ja valtavat infrastruktuurivaatimukset, voivat olla ylivoimaisia muutaman ydinkäytön ulkopuolella.