Wodór

Wodór w przyrodzie

W czystej postaci na Ziemi wodór jest zazwyczaj gazem. Wodór jest również jednym z elementów składających się na cząsteczkę wody. Wodór jest ważny, ponieważ jest paliwem, które zasila Słońce i inne gwiazdy. Wodór stanowi około 74% całego wszechświata. Symbol wodoru na tablicy okresowej pierwiastków to H.

Czysty wodór jest zwykle zbudowany z dwóch atomów wodoru połączonych ze sobą. Naukowcy nazywają to cząsteczkami dwuatomowymi. Wodór będzie wchodził w reakcje chemiczne po zmieszaniu z większością innych pierwiastków. Nie ma on koloru ani zapachu.

Czysty wodór jest bardzo rzadki w atmosferze ziemskiej. W przyrodzie znajduje się on zazwyczaj w wodzie. Wodór znajduje się również we wszystkich żywych organizmach, jako część związków organicznych, z których zbudowane są żywe organizmy. Ponadto atomy wodoru mogą łączyć się z atomami węgla, tworząc węglowodory. Ropa naftowa i inne paliwa kopalne składają się z tych węglowodorów i są powszechnie wykorzystywane do wytwarzania energii na użytek człowieka.

Wodór ma trzy izotopy; pozostałe są nazywane deuterem i trytem. Podobnie jak zwykły wodór, oba mają tylko jeden proton i jeden elektron, ale deuter ma również jeden neutron, a tryt dwa. Te inne rodzaje wodoru są ważne w energetyce jądrowej i reakcjach chemii organicznej.

Kilka innych faktów na temat wodoru:

• Jest to gaz w temperaturze pokojowej
• W stanie stałym zachowuje się jak metal.
• Jest to najlżejszy pierwiastek we Wszechświecie.
• Jest to najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie.
• Spala się lub wybucha, gdy dotknie płomienia.
• świeci na fioletowo, gdy jest w stanie plazmy.

Historia wodoru

Wodór został po raz pierwszy wyodrębniony w 1671 r. przez Roberta Boyle'a. Henry Cavendish w 1776 r. zidentyfikował go jako odrębny pierwiastek i odkrył, że jego spalanie powoduje powstanie wody.

Antoine Lavoisier nadał wodorowi jego nazwę, od greckiego słowa oznaczającego wodę, 'υδορ (wymawianego /HEEW-dor/) i gennen oznaczającego "generować", ponieważ tworzy on wodę w reakcji chemicznej z tlenem.

Zastosowania wodoru

Główne zastosowania to przemysł naftowy i produkcja amoniaku w procesie Habera. Część jest wykorzystywana w innych gałęziach przemysłu chemicznego. Niewielka jego ilość jest używana jako paliwo, na przykład w rakietach statków kosmicznych. Większość wodoru używanego przez ludzi pochodzi z reakcji chemicznej między gazem ziemnym a parą wodną.

Fuzja jądrowa

Fuzja jądrowa jest bardzo potężnym źródłem energii. Polega ona na łączeniu atomów w celu wytworzenia helu i energii, dokładnie tak, jak dzieje się to w gwieździe takiej jak Słońce lub w bombie wodorowej. Do uruchomienia tego procesu potrzebna jest duża ilość energii i nie jest on jeszcze łatwy do przeprowadzenia. Dużą przewagą nad rozszczepieniem jądra atomowego, które jest stosowane w dzisiejszych elektrowniach jądrowych, jest to, że powstaje mniej odpadów jądrowych i nie używa się toksycznego i rzadkiego paliwa, jakim jest uran. W każdej sekundzie na Słońcu ponad 600 milionów ton wodoru ulega fuzji.

Spalanie wodoru

Elektroliza wody rozbija wodę na wodór i tlen przy użyciu energii elektrycznej. Spalający się wodór łączy się z cząsteczkami tlenu, tworząc parę wodną (czystą parę wodną). Ogniwo paliwowe łączy wodór z cząsteczką tlenu, uwalniając elektron w postaci energii elektrycznej. Z tych powodów wiele osób uważa, że energia wodorowa ostatecznie zastąpi inne paliwa syntetyczne.

Wodór może być również wykorzystywany jako paliwo w ogniwach paliwowych lub spalany w celu wytworzenia ciepła dla turbin parowych lub silników spalinowych. Wodór może być wytwarzany z wielu źródeł, takich jak węgiel, gaz ziemny lub energia elektryczna, dlatego stanowi cenny dodatek do sieci energetycznej, pełniąc taką samą rolę jak gaz ziemny. Taka sieć i infrastruktura z pojazdami napędzanymi ogniwami paliwowymi jest obecnie planowana przez wiele krajów, w tym Japonię, Koreę i wiele krajów europejskich. Dzięki temu kraje te mogą kupować mniej ropy naftowej, co stanowi korzyść ekonomiczną. Inną zaletą jest to, że używany w ogniwie paliwowym lub spalany w silniku spalinowym, jak w samochodzie wodorowym, silnik nie wytwarza zanieczyszczeń. Powstaje tylko woda i niewielka ilość tlenków azotu.