bár a hidrogén az univerzum tömegének körülbelül 75% – át teszi ki, a periódusos rendszer ártalmatlan kis 1-es elemét nem volt könnyű felfedezni.
1671-ben egy Robert Boyle nevű ír vegyész volt az első, aki mesterségesen előállította a rendkívül könnyű és gyúlékony gázt, miközben vassal és savakkal kísérletezett. De sem ő, sem több más tudós, akik a következő közel száz évben hidrogént termeltek, nem vették észre, hogy a gáz külön elem.
majd 1766-ban Henry Cavendish brit tudós felfedezte, hogy a hidrogén “diszkrét anyag”, azaz saját elem. A gázt “gyúlékony levegőnek” nevezte, és feltételezte, hogy valójában azonos a “phlogiston” nevű hipotetikus anyaggal, amely az ókori görögből származik, és az égés során felszabaduló Tűzszerű elemet írja le. Cavendish, akinek általában hitelt adnak a felfedezésért, 1781-ben azt is megtudta, hogy a gáz elégetésekor vizet termelt.
de a hidrogén tényleges nevét egy másik tudós, a francia kémikus, Antoine Lavoisier kapta. A görög víz, hidro és a gének szóból származik, ami azt jelenti, hogy teremtő, mert a hidrogén” vizet hoz létre”, amikor ég.
milyen színű a hidrogén?
a gáz színtelen, azonnal mondhatnánk, ami természetesen igaz. De mivel a hidrogén a zöld energia átmenet Szent Grálja, a tudósok három további színt adtak neki, hogy leírják, honnan származik a gáz.
van” szürke hidrogén”, amelyet földgázzal állítanak elő. Sajnos az Anyatermészet számára a petrolkémiai és műtrágyaiparban széles körben alkalmazott eljárás jelentős szén — dioxid — kibocsátást okoz. Globális szinten a szürke hidrogén felelős a globális kibocsátás csaknem 2% – áért.
másodszor, kisebb ökológiai lábnyommal, van ” kék hidrogén.”Földgázon is alapul, de CO2-t tartalmaz, amelyet egy új technológiából, a szén-dioxid-Leválasztásból és-tárolásból (CCS) gyűjtöttek össze, amelynek célja a szén-dioxid-kibocsátás megkötése, amely általában a levegőbe kerül, és felmelegíti a légkört.
és végül van “zöld hidrogén”, amely a megújuló villamos energiát használó víz elektrolízisének terméke, a nettó szén-dioxid-kibocsátás közel nulla. A zöld hidrogén nyilvánvaló nagy előnye, hogy felszívja a felesleges villamos energiát, ha a szél-és napenergia-kínálat meghaladja a keresletet. Nagyon alacsony, sőt negatív villamosenergia-árak mellett működne, ami nagyszerű üzleti érv lenne a termelés számára, amikor egyre több megújuló energia kerül az internetre.
az 1.elem mögött álló fizika és kémia
a hidrogén az úgynevezett Ősrobbanás során keletkezett három elem egyike, a többi a hélium és a lítium. Ez a leggyakoribb elem az univerzumban, a normál anyag tömegének 75% – át, az atomok számának több mint 90% – át teszi ki. Az élet nem létezhet hidrogén nélkül, mert az élőlények szinte minden molekulájában megtalálható.
a hidrogén az 1. számú a periódusos rendszerben, de lehet-e az 1. számú is a környezetszennyezés megfékezésekor?
bolygónk energiájának nagy részét a hidrogénnek köszönhetjük, a nap nukleáris tüzei miatt, amelyek a hidrogént héliummá alakítják, hatalmas mennyiségű energiát bocsátva ki. Az emberiség első láncreakciós kísérletét hidrogéngázok és klór keverékével hajtották végre. 1913-ban Max Bodenstein német kémikus váltotta ki a láncreakciót a keverékben-évekkel az első nukleáris láncreakció felfedezése előtt.
a hidrogén a lehető legegyszerűbb atom. A magban csak egy proton van,amelyet csak egy elektron kering. Ez az egyetlen elem, amely nem rendelkezik neutronokkal. A folyékony hidrogén sűrűsége a legkisebb, míg a kristályos hidrogén sűrűsége a legkisebb. Robbanásszerűen reagál az oxigénnel, klórral és fluorral.
az Antihidrogén az egyetlen antianyag elem, amit eddig gyártottak. A svájci CERN részecskegyorsító tudósai legfeljebb 17 percig szintetizálták az antihidrogén atomokat, felfedezve, hogy minden antihidrogénatom tartalmaz egy pozitront (az elektron pozitív töltésű változata), amely egy antiproton (a proton negatív töltésű változata) körül kering.
Németország a tiszta hidrogénenergia felé fordul a zöld célok elérése érdekében
hihetetlenül sokoldalú
a petrolkémiai iparban nagy mennyiségű hidrogént használnak fel a fosszilis tüzelőanyagok korszerűsítésére, különösen az úgynevezett folyamatban hidrogénezés a kén elválasztására használják az üzemanyagokban.
ezenkívül létezik egy hidrogénezésnek nevezett folyamat, ami azt jelenti, hogy a hidrogént különböző anyagokhoz adják, hogy például a telítetlen zsírokat és olajokat a margarinokban telítetté alakítsák. Nitrogénnel kombinálva hidrogént használnak ammónia előállítására műtrágyákhoz, a sokoldalú gáz pedig az érceket fémekké is redukálhatja.
számos kedvező tulajdonsága miatt, beleértve az alacsony sűrűséget és viszkozitást, valamint az összes gáz legnagyobb fajlagos hővezető képességét, a hidrogén tökéletes hűtőközeg az erőművek generátoraiban.
a félvezetőiparban hidrogént alkalmaznak az amorf szilícium és az amorf szén úgynevezett törött vagy” lógó ” kötéseinek telítésére, amelyek segítenek stabilizálni az anyag tulajdonságait.
ne felejtsük el a hidrogént mint energiaforrást. A szakértők egyetértenek abban, hogy még évtizedekre vagyunk attól, hogy a gázt erre a célra felhasználjuk, mert ott csak a kereskedelmi nukleáris fúziós energiatermelés hipotetikus összefüggésében játszhat szerepet, amely technológia jelenleg messze van a megvalósítástól. A nap energiája a hidrogén magfúziójából is származik, de ezt a folyamatot eddig ellenőrzött módon nehéz elérni a Földön.
szerep a szén-dioxid utáni jövőben?
sajnos az elemi hidrogén előállítása több energiát igényel, mint amennyit elégetésével nyerünk. Sőt, az egységnyi térfogatra jutó energiasűrűség lényegesen kisebb, mint a hagyomány fosszilis tüzelőanyagoké.
de az éghajlatváltozás enyhítésére irányuló globális erőfeszítések hátterében a” zöld hidrogént ” széles körben megvitatják, mint lehetséges jövőbeli energiahordozót, amely csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását.
a szállítás során az üzemanyagcellák, amelyek a hidrogént és az oxigént közvetlenül villamos energiává alakítják, helyettesíthetik a belső égésű motort, és ellensúlyozhatják az akkumulátoros autók legtöbb hátrányát, például a hatótávolságot és az újratöltési időt. A nehéz tehergépjárművek esetében úgy tűnik, hogy ez a technológia az egyetlen kereskedelmi szempontból életképes alacsony szén-dioxid-kibocsátású alternatíva a hagyományos üzemanyagokkal szemben, a vasúti szállításban is.
a zöld hidrogén tárolható, elosztható és alapanyagként használható a helyhez kötött energiaellátáshoz, valamint az ipari és gyártási ágazatokhoz, például az acélgyártáshoz.
de annak ellenére, hogy ígéretes energiahordozó az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiarendszerben, a zöld hidrogén még mindig jelentős műszaki és kereskedelmi kihívásokkal néz szembe. Hátrányai, mint például a gyenge energiahatékonyság és a hatalmas infrastrukturális követelmények, néhány alapvető felhasználáson kívül is elsöprőek lehetnek.