det mest omfattende grunnstoffet i universet, hydrogen er også en lovende kilde til «rent» drivstoff på Jorden.Oppkalt etter de greske ordene hydro for «vann» og gener for «forming», utgjør hydrogen mer enn 90 prosent av alle atomene, som tilsvarer tre fjerdedeler av universets masse, ifølge Los Alamos National Laboratory. Hydrogen er viktig for livet, og det er tilstede i nesten alle molekylene i levende ting, ifølge Royal Society Of Chemistry. Grunnstoffet forekommer også i stjernene og driver universet gjennom proton-protonreaksjonen og karbon-nitrogen-syklusen. Stellar hydrogenfusjonsprosesser frigjør store mengder energi når de kombinerer hydrogenatomer for å danne helium, ifølge Los Alamos.Ren hydrogengass er mangelvare I Jordens atmosfære, og alt hydrogen som faktisk kommer inn i atmosfæren, unnslipper Raskt Jordens tyngdekraft, Ifølge Royal Society. På vår planet forekommer hydrogen hovedsakelig i kombinasjon med oksygen og vann, samt i organisk materiale som levende planter, petroleum og kull, Rapporterer Los Alamos.
Bare fakta
- Atomnummer (antall protoner i kjernen): 1
- Atomic symbol (På Periodesystemet Av Elementer): H
- Atomvekt (gjennomsnittlig masse av atom): 1.00794
- Tetthet: 0.00008988 gram per kubikkcentimeter
- Fase Ved romtemperatur: Gass
- Smeltepunkt: minus 434,7 grader fahrenheit (minus 259,34 grader celsius)
- kokepunkt: minus 423.2 F (minus 252.87 C)
- antall isotoper (atomer av samme grunnstoff med et annet antall nøytroner): 3 vanlige isotoper, inkludert 2 stabile seg
- Vanligste isotopen: 1h, naturlig overflod 99.9885 prosent
Hydrogen discovery
Robert Boyle produsert hydrogengass i 1671 mens han eksperimenterte med jern og syrer, men det var Ikke Før 1766 At Henry cavendish anerkjente det Som et tydelig element, Ifølge jefferson lab. Elementet ble kalt hydrogen av den franske kjemikeren Antoine Lavoisier.
Hydrogen har tre vanlige isotoper: protium, som bare er vanlig hydrogen; deuterium, en stabil isotop oppdaget I 1932 Av Harold C. Urey; og tritium, en ustabil isotop oppdaget I 1934, ifølge Jefferson Lab. Forskjellen mellom de tre isotoper ligger i antall nøytroner hver av dem har. Hydrogen har ingen nøytroner i det hele tatt; deuterium har en, mens tritium har to nøytroner, Ifølge Lawrence Berkeley National Laboratory. Deuterium og tritium brukes som drivstoff i kjernefysiske fusjonsreaktorer, Ifølge Los Alamos.Hydrogen kombinerer med andre elementer, og danner en rekke forbindelser, inkludert vanlige som vann (H2O), ammoniakk (NH3), metan (CH4), bordsukker (C12H22O11), hydrogenperoksid (H2O2) og saltsyre (HCl), ifølge Jefferson Lab.Hydrogen produseres vanligvis ved oppvarming av naturgass med damp for å danne en blanding av hydrogen og karbonmonoksid kalt syngas, som deretter separeres for å produsere hydrogen, Ifølge Royal Society.Hydrogen brukes til å lage ammoniakk for gjødsel, i en prosess som kalles Haber-prosessen, der den reageres med nitrogen. Elementet legges også til fett og oljer, som peanøttolje, gjennom en prosess som kalles hydrogenering, ifølge Jefferson Lab. Andre eksempler på hydrogenbruk inkluderer rakettbrensel, sveising, produksjon av saltsyre, reduksjon av metallmalm og fylling av ballonger, Ifølge Los Alamos. Forskere har jobbet med å utvikle hydrogen brenselcelleteknologi som gjør det mulig å oppnå betydelige mengder elektrisk kraft ved hjelp av hydrogengass som en forurensningsfri energikilde som kan brukes som drivstoff til biler og andre kjøretøy.Hydrogen brukes også i glassindustrien som en beskyttende atmosfære for å lage flate glassplater, mens elektronikkindustrien, den brukes som spylegass i ferd med å produsere silisiumflis, ifølge Royal Society.
Dette simulerte bildet av Jupiter i ekte farger består av 4 bilder tatt av NASAS Cassini-romfartøy 7. desember 2000. Oppløsningen er ca 89 miles (144 kilometer) per piksel. Kreditt: NASA/JPL / University Of Arizona
Hvem visste?
- Hydrogen er hovedkomponenten Til Jupiter og de andre gasskjempene, Ifølge Los Alamos.den første gassballongflygingen ble lansert I Paris i 1783, og gassen som ble brukt i ballongen var hydrogen, ifølge National Balloon Museum. Bruken i å fylle luftskip endte da Hindenburg tok fyr, Ifølge Royal Society.NASA bruker hydrogen som rakettdrivstoff for å levere mannskap til rommet.flytende hydrogen er ekstremt kaldt og kan forårsake alvorlige frostskader når det kommer i kontakt med huden.Hydrogen er omtrent 14 ganger lettere enn luft, i henhold til » Prinsippene For Kjemi.»Lavoisier, den franske kjemikeren som ga hydrogen sitt navn, tjente som finansør og offentlig administrator før den franske Revolusjonen og ble henrettet under revolusjonen, ifølge Encyclopedia Britannica.Om lag 3 milliarder kubikkfot hydrogen produseres i Usa per år, Ifølge Los Alamos.Hydrogen har den laveste tettheten av alle gasser, Ifølge Royal Society.Hydrogen Er det eneste grunnstoffet Hvis tre vanlige isotoper-protium, deuterium og tritium – har fått forskjellige navn, Melder Los Alamos.
Nåværende forskning
Forskere har studert hydrogen med stor interesse i årevis på grunn av sitt potensial som et forurensningsfritt drivstoff. «Hydrogen er en energibærer uten karbon i det, så når du brenner det, produserer du bare vann,» noe som gjør det til et rent drivstoff, uten utslipp i Det hele tatt, Sa Richard Chahine, direktør For Hydrogenforskningsinstituttet Ved University Of Qu ④ec Ved Trois-Riviaukurres I Canada. Det er imidlertid et stort problem med hydrogenbrensel: det er dyrere enn gass. Faktisk, i fjor annonserte Toyotas senior vice president Bob Carter at, ifølge Department Of Energy estimater, ville en full tank med komprimert hydrogen i utgangspunktet koste rundt $ 50, Ecomento.com rapportert. Generelt er kostnader forbundet med hydrogendrivstoffteknologi «en svært utfordrende barriere fordi folk fra nå av foretrekker å ha bedre teknologier til den pågående prisen,» sa Chahine Til Live Science. et annet problem med hydrogenbrensel er at prosessen med hydrogenproduksjon i seg selv ikke er så » ren » eller forurensningsfri. «Fra og med i dag kommer det meste av hydrogenet fra naturgass,» en prosess som genererer karbondioksid (CO2), Sa Chahine.
Forskere har derfor lett etter alternative og mer miljøvennlige måter å produsere hydrogen på som ideelt sett ville eliminere CO2-utslipp fra prosessen. I fjor, for eksempel, forskere VED USA. Department Of Energy ‘S Argonne National Laboratory utviklet en liten skala «nano-sized hydrogengenerator», en enhet som produserer rent hydrogen ved hjelp av lys og grafen og uten å brenne fossile brensler. Den nåværende versjonen av generatoren er veldig liten, men hvis det viser seg at den kan utvides, kan det tillate forskere å produsere nok hydrogen til å gi drivstoff til biler og generatorer.en Annen måte å produsere hydrogen på, kalt «biologisk vannsplitting», vil innebære bruk av visse fotosyntetiske mikrober som bruker lysenergi til å produsere hydrogen fra vann som en del av deres metabolske prosesser, Ifølge National Renewable Energy Laboratory, hvor forskere for tiden undersøker denne prosessen. En annen potensiell metode for å produsere hydrogen innebærer gjæring av fornybare biomassematerialer, RAPPORTERER NREL. Forskere ved NREL har også jobbet med å konvertere landbruksrester (som peanøttskall) og forbrukeravfall (som plast og avfallsfett) til et flytende produkt som kalles bio-olje, hvis komponenter deretter kan separeres i drivstoff, inkludert hydrogen. Den reneste måten å produsere hydrogen på, er imidlertid å splitte vann i hydrogen og oksygen ved å bruke sollys, RAPPORTERER NREL.