chociaż Wodór stanowi około 75% masy wszechświata, nieszkodliwy mały pierwiastek 1 w układzie okresowym nie był łatwy do odkrycia.
w 1671 roku irlandzki chemik Robert Boyle jako pierwszy sztucznie produkował niezwykle lekki i łatwopalny gaz, eksperymentując z żelazem i kwasami. Ale ani on, ani kilku innych naukowców, którzy produkowali wodór w ciągu następnych prawie stu lat, nie zdawali sobie sprawy, że gaz jest oddzielnym pierwiastkiem.
następnie, w 1766 roku, brytyjski naukowiec Henry Cavendish odkrył, że wodór jest „substancją dyskretną”, co oznacza pierwiastek własny. Nazwał Gaz „łatwopalnym powietrzem” i spekulował, że jest on w rzeczywistości identyczny z hipotetyczną substancją o nazwie „phlogiston”, która wywodzi się ze starożytnej Grecji i opisuje pierwiastek podobny do ognia uwalniany podczas spalania. Cavendish, któremu zwykle przypisuje się odkrycie, również w 1781 roku odkrył, że gaz wytwarzał wodę podczas spalania.
ale Wodór otrzymał swoją rzeczywistą nazwę od innego naukowca, francuskiego chemika Antoine ’ a Lavoisiera. Wywodzi ją od greckiego określenia woda, hydro i słowa geny, oznaczającego Stwórcę, ponieważ Wodór „tworzy wodę”, gdy się pali.
jaki jest kolor wodoru?
gaz jest bezbarwny, można od razu powiedzieć, co oczywiście jest prawdą. Ale ponieważ wodór jest promowany jako Święty Graal zielonej transformacji energetycznej, naukowcy nadali mu trzy dodatkowe kolory, aby opisać, skąd faktycznie pochodzi Gaz.
istnieje „szary wodór”, który jest wytwarzany przy użyciu gazu ziemnego. Niestety dla Matki Natury proces ten-szeroko stosowany w przemyśle petrochemicznym i nawozowym-powoduje znaczną emisję dwutlenku węgla. W skali globalnej szary Wodór odpowiada za prawie 2% światowych emisji.
po drugie, z mniejszym śladem ekologicznym, jest ” niebieski Wodór.”Jest również oparty na gazie ziemnym, ale zawiera CO2 pozyskany z nowej technologii o nazwie wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS), która ma na celu wychwytywanie emisji dwutlenku węgla, które normalnie trafiałyby do powietrza i ogrzewały atmosferę.
i wreszcie mamy „zielony wodór”, który jest produktem elektrolizy wody przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej, przy czym emisja netto dwutlenku węgla jest bliska zeru. Oczywistą dużą zaletą Zielonego wodoru jest to, że może absorbować nadmiar energii elektrycznej, gdy podaż energii wiatrowej i słonecznej przekracza popyt. Działałoby to przy bardzo niskich, a nawet ujemnych cenach energii elektrycznej, co stanowiłoby świetny argument biznesowy dla produkcji, gdy coraz więcej energii odnawialnej pojawi się w Internecie.
fizyka i chemia za pierwiastkiem 1
Wodór uważa się za jeden z trzech pierwiastków wyprodukowanych w tak zwanym Wielkim Wybuchu, Pozostałe to hel i LIT. Jest to najobficiej występujący pierwiastek we wszechświecie, stanowiący 75% masy normalnej materii i ponad 90% liczby atomów. Życie nie może istnieć bez wodoru, ponieważ znajduje się on w prawie wszystkich cząsteczkach żywych istot.
wodór jest nr 1 w układzie okresowym, ale czy może być również Nr 1, jeśli chodzi o ograniczanie zanieczyszczenia środowiska?
większość energii na naszej planecie zawdzięczamy wodorowi, z powodu pożarów jądrowych słońca, które zamieniają wodór w hel, uwalniając ogromne ilości energii. Pierwszy eksperyment reakcji łańcuchowej ludzkości przeprowadzono przy użyciu mieszaniny gazów wodorowych i chloru. W 1913 r. niemiecki chemik Max Bodenstein wywołał reakcję łańcuchową w mieszaninie-na lata przed odkryciem pierwszej jądrowej reakcji łańcuchowej.
Wodór to najprostszy możliwy atom. Ma tylko jeden proton w jądrze, który jest orbitowany tylko przez jeden elektron. Jest to jedyny pierwiastek, który nie posiada neutronów. Ciekły wodór ma najniższą gęstość jakiejkolwiek cieczy, podczas gdy krystaliczny Wodór ma najniższą gęstość dowolnego krystalicznego ciała stałego. Reaguje wybuchowo z tlenem, chlorem i fluorem.
Antyhydrogen jest do tej pory jedynym pierwiastkiem antymaterii. Naukowcy z akceleratora cząstek CERN w Szwajcarii zsyntetyzowali Atomy antywodoru przez okres do 17 minut, odkrywając, że każdy atom antywodoru zawiera pozyton (dodatnio naładowaną wersję elektronu) orbitujący wokół antyprotonu (ujemnie naładowaną wersję protonu).
Niemcy zwracają się do czystej energii wodorowej, aby osiągnąć cele ekologiczne
niezwykle wszechstronny
w przemyśle petrochemicznym duże ilości wodoru są wykorzystywane do modernizacji paliw kopalnych, zwłaszcza w procesie zwanym hydroodsiarczaniem stosowanym do oddzielania siarki w paliwach.
co więcej, istnieje proces zwany uwodornieniem, co oznacza, że wodór jest dodawany do różnych substancji, aby przekształcić na przykład nienasycone tłuszcze i oleje w margaryny w nasycone. W połączeniu z azotem wodór jest używany do wytwarzania amoniaku do nawozów, a wszechstronny gaz może nawet zredukować rudy do metali.
ze względu na wiele korzystnych właściwości, w tym niską gęstość i lepkość, a także najwyższą przewodność cieplną właściwą ze wszystkich gazów, wodór jest doskonałym chłodziwem w generatorach elektrowni.
w przemyśle półprzewodników wodór jest wykorzystywany do nasycania tak zwanych zerwanych lub „zwisających” wiązań amorficznego krzemu i amorficznego węgla, które pomagają stabilizować właściwości materiału.
nie zapominaj o wodorze jako źródle energii. Eksperci są zgodni, że jeszcze kilkadziesiąt lat dzieli nas od wykorzystania gazu do tego celu, ponieważ może on odgrywać rolę jedynie w hipotetycznym kontekście komercyjnego wytwarzania energii z syntezy jądrowej, technologii obecnie dalekiej od wdrożenia. Energia słońca pochodzi również z fuzji jądrowej wodoru, ale proces ten był do tej pory trudny do osiągnięcia w kontrolowany sposób na Ziemi.
rola w post-węglowej przyszłości?
niestety, wytwarzanie pierwiastkowego wodoru wymaga więcej energii niż jest uzyskiwane przez spalanie go. Ponadto gęstość energii na jednostkę objętości jest znacznie mniejsza niż w przypadku tradycyjnych paliw kopalnych.
ale w kontekście globalnych wysiłków na rzecz łagodzenia zmian klimatu,” zielony wodór ” jest szeroko dyskutowany jako potencjalny przyszły nośnik energii, który mógłby obniżyć emisję gazów cieplarnianych.
w transporcie ogniwa paliwowe, które przekształcają wodór i tlen bezpośrednio w energię elektryczną, mogą zastąpić silnik spalinowy, a nawet zrównoważyć większość wad samochodów zasilanych bateryjnie, takich jak zasięg i czas ładowania. W przypadku ciężkich samochodów ciężarowych technologia ta wydaje się być jedyną ekonomicznie opłacalną niskoemisyjną alternatywą dla tradycyjnych paliw, również w transporcie kolejowym.
Zielony wodór może być również przechowywany, dystrybuowany i używany jako surowiec dla stacjonarnych sektorów energetycznych oraz przemysłowych i produkcyjnych, takich jak produkcja stali.
ale pomimo tego, że jest obiecującym nośnikiem energii w niskoemisyjnym systemie energetycznym, zielony Wodór nadal stoi w obliczu istotnych wyzwań technicznych i handlowych. Jego wady, takie jak słaba efektywność energetyczna i ogromne wymagania dotyczące infrastruktury, mogą być przytłaczające poza kilkoma podstawowymi zastosowaniami.