水素は宇宙の質量の約75％を占めていますが、周期表の無害な小さな元素1は発見するのは容易ではありませんでした。
1671年、アイルランドの化学者ロバート-ボイルは、鉄と酸を実験しながら、非常に軽く可燃性のガスを人工的に生成した最初の人でした。 しかし、彼も、次のほぼ百年にわたって水素を生産した他のいくつかの科学者も、ガスが別の元素であることに気づいていませんでした。
そして、1766年、英国の科学者Henry Cavendishは、水素が「離散的な物質」であり、それ自身の要素を意味することを発見しました。 彼はガスを「引火しやすい空気」と命名し、実際には古代ギリシャ語に由来し、燃焼中に放出される火のような要素を記述する「フロギストン」と呼ばれる仮説的な物質と同一であると推測した。 通常、発見のための信用を与えられているキャベンディッシュは、また、燃焼時にガスが水を生成することを1781年に発見しました。
しかし、水素は別の科学者、フランスの化学者Antoine Lavoisierによって実際の名前を与えられました。 彼は、水素が燃えるときに「水を作り出す」ため、水、水力、および創造者を意味する遺伝子というギリシャ語の用語からそれを派生させました。
水素の色は何ですか？
ガスは無色で、すぐに言うかもしれませんが、これはもちろん真実です。 しかし、水素は緑のエネルギー移行の聖杯として宣伝されているので、科学者たちはガスが実際にどこから供給されているのかを説明するために3つ
天然ガスを使用して製造される”灰色の水素”があります。 残念なことに、母なる自然のために、石油化学および肥料産業で広く使用されているこのプロセスは、重大な炭素排出を引き起こします。 地球規模では、灰色の水素は世界の排出量のほぼ2％を占めています。
第二に、エコロジカルフットプリントが低いと、”青い水素。「それはまた、天然ガスに基づいていますが、通常は空気中に入り、大気を加熱する炭素排出量を捕捉することを目的とした炭素捕捉および貯蔵（CCS）と
そして、最後に、再生可能な電気を使った水の電気分解の産物である”グリーン水素”があり、正味の炭素排出量はゼロに近い。 緑の水素の明らかで大きい利点は風および太陽エネルギーの供給が要求を超過するときそれ余分な電気を吸収できますです。 これは、より多くの再生可能エネルギーがオンラインになるときに生産のための偉大なビジネスケースを作り、非常に低く、さらに負の電力価格で動作
元素1の背後にある物理学と化学
水素は、いわゆるビッグバンで生成される三つの元素の一つであり、他はヘリウムとリチウムであると考えられている。 それは宇宙で最も豊富な元素であり、通常の物質の75％を質量で占め、原子の数で90％以上を占めています。 それは生物の分子のほぼすべてにあるので、生命は、水素なしで存在することはできません。
水素は周期律表の1番ですが、環境汚染を抑制することになると1番になることもありますか？
私たちは、水素を大量のエネルギーを放出するヘリウムに変換する太陽の核火災のために、地球上のエネルギーのほとんどを水素に負っています。 人類の最初の連鎖反応実験は、水素ガスと塩素の混合物を用いて行われました。 1913年、ドイツの化学者マックス—ボーデンシュタインは、最初の核連鎖反応が発見される数年前に、混合物中の連鎖反応を引き起こした。
水素は可能な限り最も単純な原子です。 それは一つだけの電子によって周回されている核内の唯一の陽子を持っています。 それは中性子を持たない唯一の元素です。 液体水素は任意の液体の中で最も低い密度を有し、結晶性水素は任意の結晶性固体の中で最も低い密度を有する。 それは要素の酸素、塩素およびフッ素と爆発的に反応します。
反水素はこれまでに作られた唯一の反物質元素です。 スイスのCERN粒子加速器の科学者たちは、抗水素原子を最大17分間合成し、各抗水素原子に陽電子（正に荷電した電子）が含まれており、反陽子（負に荷電した陽子）を周回していることを発見した。
ドイツは、緑の目標を達成するために水素エネルギーをきれいにすることになります
非常に汎用性の高い
石油化学産業では、化石燃料の改良に大量の水素が使用されており、特に燃料中の硫黄を分離するために使用される水素化脱硫と呼ばれるプロセスで使用されています。
また、水素化と呼ばれるプロセスがあり、マーガリン中の不飽和脂肪や油などの様々な物質に水素を添加して飽和脂肪に変換することを意味します。 窒素と結合されたとき肥料のためのアンモナルを作るのに、水素が使用され多目的なガスは金属に鉱石を減らすことができます。
低密度、粘度、すべてのガスの比熱伝導率が最も高いなど、多くの良好な特性のために、水素は発電所の発電機の完全な冷却剤です。
半導体業界では、非晶質シリコンと非晶質炭素のいわゆる壊れた、または”ダングリング”結合を飽和させるために水素が採用されており、材料特性を安定化させるのに役立つ。
水素をエネルギー源として忘れないように。 専門家は、この目的のためにガスを使用することは、現在実施されていない商業的核融合発電の仮説的な文脈でのみ役割を果たすことができるため、 太陽のエネルギーも水素の核融合から来ていますが、このプロセスはこれまでのところ地球上で制御された方法で達成することは困難でした。
ポストカーボンの未来における役割？
残念ながら、元素状の水素を生成するには、それを燃焼させるよりも多くのエネルギーが必要です。 また、単位体積当たりのエネルギー密度は、伝統的な化石燃料のそれよりも大幅に少ないです。
しかし、気候変動を緩和するための世界的な取り組みを背景に、”グリーン水素”は、温室効果ガス排出を削減する可能性のある将来のエネルギーキャリア
輸送において、水素と酸素を直接電気に変換する燃料電池は、燃焼エンジンに取って代わり、走行距離や充電時間などの電池駆動車の欠点の大部分を相殺する可能性がある。 大型トラックの場合、この技術は鉄道輸送においても、伝統的な燃料に代わる唯一の商業的に実行可能な低炭素の代替品であると思われます。
グリーン水素は、定置電力や製鋼などの産業および製造部門の原料として貯蔵、分配、使用することもできます。
しかし、低炭素エネルギーシステムの有望なエネルギーキャリアであるにもかかわらず、グリーン水素は依然として技術的および商業的に重大な課題に直面している。 弱いエネルギー効率および巨大な下部組織の条件のようなその不利な点は少数の中心の使用の外で圧倒的であることができる。