selv om hydrogen står for omtrent 75% av universets masse, var det uskyldige Lille Element 1 i det periodiske bordet ikke lett å oppdage.
Tilbake I 1671 var En Irsk kjemiker Ved Navn Robert Boyle den første som kunstig produserte den ekstremt lette og brennbare gassen mens han eksperimenterte med jern og syrer. Men verken han eller flere andre forskere, som produserte hydrogen i løpet av de neste hundre årene, innså at gassen var et eget element.
I 1766 oppdaget Den Britiske forskeren Henry Cavendish at hydrogen var en «diskret substans», som betyr et eget element. Han kalte gassen «brennbar luft» og spekulerte at den faktisk var identisk med en hypotetisk substans kalt «phlogiston», som stammer fra gammelgresk og beskriver et brannlignende element utgitt under forbrenning. Cavendish, som vanligvis får æren for oppdagelsen, fant også ut i 1781 at gassen produserte vann når den ble brent.
men hydrogen ble gitt sitt faktiske navn av en annen forsker, den franske kjemikeren Antoine Lavoisier. Han avledet det fra det greske begrepet for vann, hydro og ordet gener, som betyr skaperen, fordi hydrogen «skaper vann» når det brenner.
hva er fargen på hydrogen?
gassen er fargeløs, du kan umiddelbart si, som er sant selvfølgelig. Men da hydrogen er hyped som Den Hellige Gral av den grønne energiovergangen, ga forskerne det tre ekstra farger for å beskrive hvor gassen faktisk kommer fra.
det er «grått hydrogen», som produseres ved hjelp av naturgass. Dessverre for Mother Nature forårsaker prosessen — mye brukt i petrokjemisk og gjødselindustrien-betydelige karbonutslipp. På global skala er grå hydrogen ansvarlig for nesten 2% av verdens utslipp.
For det Andre, og med et mindre økologisk fotavtrykk, er det » blått hydrogen.»Det er også basert på naturgass, men inneholder CO2 hentet fra en ny teknologi kalt Karbonfangst og Lagring (CCS), som tar sikte på å fange karbonutslipp som normalt vil gå inn i luften og varme opp atmosfæren.
og til slutt har vi «grønt hydrogen», som er produktet av elektrolyse av vann ved hjelp av fornybar elektrisitet, med netto karbonutslipp nær null. Den åpenbare store fordelen med grønt hydrogen er at det kan absorbere overflødig strøm når tilførselen av vind – og solenergi overstiger etterspørselen. Det ville fungere til svært lave og til og med negative strømpriser, noe som gjør en god forretningssak for produksjon når mer og mer fornybar energi kommer på nettet.
fysikken og kjemien bak Grunnstoff 1
Hydrogen antas å være ett av tre grunnstoffer produsert i Det Såkalte Big Bang, de andre er helium og litium. Det er det mest omfattende elementet i universet, som utgjør 75% av normal materie etter masse og mer enn 90% etter antall atomer. Livet kan ikke eksistere uten hydrogen, fordi det er i nesten alle molekylene i levende ting.
Hydrogen Er Nr. 1 i periodisk tabell, men kan Det også Være Nr. 1 når det gjelder å dempe miljøforurensning?
vi skylder det meste av energien på planeten vår til hydrogen, på grunn av solens atombranner som konverterer hydrogen til helium som frigjør enorme mengder energi. Menneskehetens første kjedereaksjon eksperiment ble utført ved hjelp av en blanding av hydrogengasser og klor. I 1913 utløste Den tyske kjemikeren Max Bodenstein kjedereaksjonen i blandingen — år før den første kjernekjedereaksjonen ble oppdaget.
Hydrogen er det enkleste atomet mulig. Den har bare en proton i kjernen, som bare er omgitt av en elektron. Det er det eneste elementet som ikke har noen nøytroner. Flytende hydrogen har den laveste tettheten av en hvilken som helst væske, mens krystallinsk hydrogen har den laveste tettheten av noe krystallinsk fast stoff. Det reagerer eksplosivt med elementene oksygen, klor og fluor.
Antihydrogen er det eneste antimatterelementet som er laget så langt. Forskere ved cern partikkelakseleratoren i Sveits syntetiserte atomer av antihydrogen i opptil 17 minutter, og oppdaget at hvert antihydrogenatom inneholder en positron (positivt ladet versjon av elektronen) som kretser en antiproton (negativt ladet versjon av protonen).
Tyskland blir til ren hydrogen energi for å møte grønne mål
Utrolig allsidig
i petrokjemisk industri brukes store mengder hydrogen til oppgradering av fossile brensler, spesielt i en prosess som kalles hydrodesulfurisering som brukes til å skille svovelet i drivstoffene.
Videre er det en prosess som kalles hydrogenering og betyr at hydrogen tilsettes til forskjellige stoffer for å konvertere for eksempel umettede fettstoffer og oljer i margariner til mettede. Når det kombineres med nitrogen, brukes hydrogen til å lage ammoniakk til gjødsel, og den allsidige gassen kan til og med redusere malm til metaller.
på grunn av sine mange gunstige egenskaper, inkludert lav tetthet og viskositet, samt den høyeste spesifikke varmeledningsevnen til alle gasser, er hydrogen et perfekt kjølevæske i kraftstasjonsgeneratorer.
i halvlederindustrien brukes hydrogen til å mette såkalte ødelagte eller» dinglende » bindinger av amorft silisium og amorft karbon som bidrar til å stabilisere materialegenskaper.
for Ikke å glemme hydrogen som energikilde. Eksperter er enige om at vi fortsatt er tiår unna å bruke gassen til dette formålet fordi det bare kan spille en rolle i den hypotetiske konteksten av kommersiell kjernefusjonskraftproduksjon, en teknologi som for tiden er langt fra implementering. Solens energi kommer også fra kjernefysisk fusjon av hydrogen, men denne prosessen har vært vanskelig å oppnå på en kontrollert måte på Jorden så langt.
en rolle i fremtiden etter karbon?
dessverre krever produksjon av elementært hydrogen mer energi enn det som oppnås ved å brenne det. Videre er energitettheten per volumenhet betydelig mindre enn for tradisjonelle fossile brensler.
men på bakgrunn av global innsats for å redusere klimaendringene, er» grønt hydrogen » mye diskutert som en mulig fremtidig energibærer som kan redusere klimagassutslippene.
i transport kan brenselceller, som konverterer hydrogen og oksygen direkte til elektrisitet, erstatte forbrenningsmotoren og til og med kompensere for de fleste ulempene med batteridrevne biler som rekkevidde og ladetider. For tunge lastebiler synes teknologien å være det eneste kommersielt levedyktige lavkarbonalternativet til tradisjonelle drivstoff, også innen jernbanetransport.
Grønt hydrogen kan også lagres, distribueres og brukes som råstoff for stasjonær kraft og industri-og produksjonssektorer som stålproduksjon.
men til tross for å være en lovende energibærer i et lavkarbonenergisystem, står grønt hydrogen fortsatt overfor betydelige tekniske og kommersielle utfordringer. Dens ulemper som svak energieffektivitet og store infrastrukturkrav kan være overveldende utenfor noen få kjernebruk.