خرید گاز هیدروژن به شکل کپسولی برای مصارف مختلف انجام می شود، در خرید گاز هیدروژن مهم ترین مسئله رعایت نکات ایمنی در هنگام خرید و جا به جایی کپسول و استفاده از آن است.
گاز هیدروژن کاربردهای صنعتی و خانگی زیادی دارد، و در صنایع مختلف استفاده می شود، این گاز که اولین گاز موجود در جدول تناوبی عناصر است، خواص و کاربردهای متفاوتی دارد، و در تولید بسیاری از ترکیبات اصلی نقش دارد، اهمیت این گاز در پیوند و تشکیل عناصر به حدیست که نوع خاصی از پیوند به نام پیوند هیدروژنی به وجود آمده است.
در ادامه به سوالات زیر پاسخ خواهیم داد:
- گاز هیدروژن چیست؟
- پیدایش گاز هیدروژن چه تاریخچه ای دارد؟
- خصوصیات گاز هیدروژن چیست؟
- ترکیبات تشکیل شده از گاز هیدروژن کدام موارد می باشند؟
- گاز هیدروژن چند نوع دارد؟
- گاز هیدروژن چگونه ساخته می شود؟
- در جابجایی گاز هیدروژن به جهت ایمنی بیشتر به چه نکاتی باید توجه کرد؟
- به طور معمول از گاز هیدروژن چه استفاده هایی می شود؟
- در سوخت سلول ها گاز هیدروژن چه نقشی دارد؟
- هیدروژن در ساختار ستارگان به چه صورتی وجود دارد؟
- گاز هیدروژن در بالن های هوایی به چه شکلی مورد استفاده قرار می گیرد؟
- کاربردهای صنعتی گاز هیدروژن چه مواردی هستند؟
- پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده از گاز هیدروژن به چه نحوی تشکیل می شوند؟
- شرایط تشکیل پیوندها از گاز هیدروژن به چه صورت است؟
- بمب های هیدروژنی از گاز هیدروژن به چه شکلی تشکیل می شوند؟
- گاز هیدروژن بیشتر در چه مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد؟
- خرید گاز هیدروژن به چه نحوی انجام می گیرد؟
- نگهداری استاندارد گاز هیدروژن به چه صورت است؟
- گاز هیدروژن در انتقال انرژی چه نقشی دارد؟
- کاربرد هیدروژن به عنوان سوخت چگونه است؟
- ذخیره سازی گاز هیدروژن به چه صورتی انجام می گیرد؟
- هیدروژن مایع چگونه ذخیره می گردد؟
- هیدروژن جامد به چه شکلی ذخیره می شود؟
- روش های جدید تولید گاز هیدروژن کدام است؟
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
گاز هیدروژن چیست؟
یکی از چهار حالت موجود ماده در طبیعت حالت گاز است، گاز در واقع همان حالت مایع است، که قابلیت تراکم دارد، و علاوه بر این که می تواند خود را به شکل ظرفی که در آن قرار می گیرد در می آورد، بلکه حجم خود را نیز تا پرکردن کامل ظرف گسترش می دهد.
در اتم های گاز وابستگی بین اتم یا مولکول ها بسیار کمتر از حالت های دیگر ماده است، و فاصله بین مولکول ها در این حالت ماده بسیار بیشتر از سایر حالت ها به همین دلیل است، که نیروی بر هم کنشی مولکول های گاز بسیار پایین تر است، در واقع متمایز کننده میان حالت های ماده همین نحوه قرار گیری مولکول ها و فاصله آن ها از یکدیگر است، که در گاز بیشترین فاصله را دارند.
جدائی و فاصله بین مولکولی گاز
جدائی و فاصله بین مولکولی گاز باعث شده این ماده شفاف و بی رنگ و در غالب اوقات نامرئی باشد. یکی از نمونه های معروف گاز، بخار آب است، که تشکیل شده از مولکول های آن است. گازها حالات مختلفی دارند، گاز هم از تک اتم و به شکل خالص از مولکول های دواتمی یا یک نوع اتم ساخته می شود، یا به صورت ترکیبی از اتم های مختلف، گاز هیدروژن یکی از گازهای تشکیل دهنده آب و بخار آب است.
هیدروژن ساده ترین عنصریست که در طبیعت شناسایی شده است، هر اتم هیدروژن فقط یک پروتون و یک نوترون دارد، این عنصر جز فراوان ترین گازهای موجود در هستی است، که ماده اصلی تشکیل دهنده ستاره ها نیز به شمار می آید، هیدروژن در انرژی خورشیدی نیز وجود دارد،
به عبارتی می توان گفت انرژی خورشیدی از هیدروژن به وجود می آید و از مخلوط شدن اتم های داخل خورشید، اتم های هلیم پدید می آیند. گاز هیدروژن روی زمین وجود ندارد، این عنصر روی زمین همیشه به نوع ترکیبیست،
به طور مثال ترکیب با اکسیژن از این گاز، مولکول آب را می سازد یا از ترکیبات مختلف این گاز مواردی نظیر متان تشکیل می شود.
امروزه کاربردهای این گاز بسیار گسترده و متنوع است، همچنین روش های مختلفی برای تولید و تهیه این گاز وجود دارد، خرید گاز هیدروژن نیز به شکل های مختلفی انجام می گیرد که در ادامه به توضیح آن ها خواهیم پرداخت.
تا اینجا با مبحث گاز هیدروژن چیست آشنا شدید و پیشنهاد می کنیم تا انتهای پست خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
پیدایش گاز هیدروژن چه تاریخچه ای دارد؟
هیدروژن واژه ایست یونانی به معنای سازنده آب، که تشکیل شده از دو واژه هیدرو یعنی آب و جنن به معنی تولید کننده می باشد، برای اولین بار جیمز دیوئر هیدروژن را به روش سرمایش بازیابی جداسازی کرده و با یکی از اختراعات خود که محفظه خلا نام داشت، آن را به مایع تبدیل کرد، البته این فرد همان کسی بود که چند سال بعد توانست هیدروژن را به شکل جامد نیز تولید کرد.
نخستین بار این گاز را هنری کاوندیش به عنوان یک ماده مستقل معرفی کرد، اما نامگذاری نام هیدروژن توسط آنتونی لاوازیه انجام گردید، هیدروژن را می توان جز فراوان ترین عناصر دنیا دانست که تقریبا هفتاد و پنج درصد جرم مواد طبیعی را این عنصر تشکیل داده است، این هفتاد و پنج درصد حاوی تقریبا نود درصد اتم های هیدروژن است،
این عنصر به مقدار بسیار زیاد در ستارگان و تمام سیارات غول پیکر گازی پیدا می شود
این عنصر به مقدار بسیار زیاد در ستارگان و تمام سیارات غول پیکر گازی پیدا می شود، با این حال علی رغم فراوانی بسیار بالای این ماده در منظومه شمسی، این ماده در اتمسفر به شکل بسیار رقیق یافت می شود.
این عنصر بیشتر به شکل آب و انواع حالت های آب در زمین وجود دارد، که، البته در مورد این ماده هیدروژن تنها یکی از قسمت های تشکیل دهنده این ماده است، دیگر عنصر تشکیل دهنده این ماده اکسیژن است.
هیدروژن در حالت اتمی یا پلاسمایی بیشترین حالتی است، که در سراسر کیهان وجود دارد. هیدروژن امروزی در ترکیبات زیادی برای اتصال ترکیب و تبدیل آن ها به انواع مختلف نقش زیادی دارد، این گاز را در صنایع مختلف استفاده می کنند، و کاربرد آن بسته به نوع کاربرد اشکال مختلفی دارد، ایزوتوپ های هیدروژن نسبت به عنصر اصلی نقش های ضروری تری در زندگی انسان دارند، به عنوان مثال یکی از ایزوتوپ های این ماده در پیوند مولکول دی ان آی و پروتئین به کار برده می شوند.
تا اینجا با مبحث پیدایش گاز هیدروژن چه تاریخچه ای دارد آشنا شدید و پیشنهاد می کنیم تا انتهای پست خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
خصوصیات گاز هیدروژن چیست؟
هیدروژن کم وزن ترین عنصری است، که در طبیعت وجود دارد، این عنصر که نخستین اتم در جدول معروف مندلیف نیز هست، علاوه بر سبک ترین عنصر بودن، این گاز معمول ترین ایزوتوپ موجود در طبیعت را نیز داراست که تنها از یک پروتون و الکترون تشیکل شده است.
هیدروژن در فشار و دمای استاندارد گازی شکل است، این عنصر دو اتمی است، و نقطه جوشی در حدود بیست و هفته درجه کلوین و نقطه ذوبی در حدود چهارده درجه کلوین دارد، این گاز در صورتی که تحت فشار بسیار بالا قرار گیرد،
مولکول های آن تحت این فشار ماهیت خود را از دست داده و به صورت فلزی مایع در می آید که می توان گفت این عنصر کمترین نقطه ذوب و جوش را در میان عناصر دیگر دارد، یکی از موارد استثنا که در مورد این اتم صدق می کند، این است، که هنگامی که گاز هیدروژن از اتاقی حاوی فشار زیاد به فشار کم و در شرایط انبساط انتقال می یابد دمای آن افزایش می یابد، در حالی که در شرایط مشابه بیشتر گازها دمای کاهشی دارند،
در طیف های مختلف نور مرئی، مادون قرمز و فرا بنفش هیدروژن شفاف است
در طیف های مختلف نور مرئی، مادون قرمز و فرا بنفش هیدروژن شفاف است، و از آنجایی که وزن مولکولی این گاز از سایر گازهای موجود در طبیعت کمتر است، مولکلول های این اتم سرعت بیشتری از مولکول های سایر گاز ها در دمای یکسان دارند، و نسبت به گازهای دیگر با سرعت بیشتری پخش می شوند،
این گاز، همچنین بیشتری هدایت حرارتی را داراست، هیدروژن با غیر فلزات و فلزات برای تشکیل هیدریدهای کوالانسی و یونی واکنش انجام می دهد، الکترونگاتیوی این گاز حدود 5/2 است،
به همین دلیل توانایی واکنش با بیشتر عناصر را دارد، اشتعال پذیری این عنصر نیز نسبت به سایر عناصر بسیار بالاست، هیدروژن یک منبع سوختی سازگار با محیط زیست نیز شناخته می شود.
این گاز برخلاف سایر گازها، باعث شکنندگی ساختار فلزات شده و باعث نشت فلز یا ایجاد شکاف در آن می گردد، این گاز می تواند از غلظت های بالا به غلظت های کم نفوذ کند. گاز هیدروژن نفوذپذیری بالایی دارد، و تمایل آن به گسترش بسیار زیاد است، این گاز هنگام آزاد سازی فورا با هوای معمولی محیط مخلوط می گردد که به دلیل سرعت نفوذ پذیری و تمایل زیاد این گاز به ترکیب شدن است.
تا اینجا با مبحث خصوصیات گاز هیدروژن چیست آشنا شدید و پیشنهاد می کنیم تا انتهای پست خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
ترکیبات تشکیل شده از گاز هیدروژن کدام موارد می باشند؟
ترکیبات تشکیل شده از گاز هیدروژن تنوع بالایی دارند، می توان گفت گاز هیدروژن جز پر اثرترین گازها در ترکیبات شیمیایست و هم در اتصال و هم در ترکیب تاثیر بالایی دارد،
این عنصر برای تولید ترکیبات شیمیایی متعددی استفاده می شود، این عنصر نیز مانند آمونیاک می تواند با راه های مختلفی مهار شود. از این ماده در ترکیبات تولید کودهای شیمیایی استفاده می کنند، همچنین برای تولید ترکیب متیل الکل نیز از هیدروژن استفاده می شود.
متیل الکل
متیل الکل در صنایع و لوازم مختلفی مانند جوهر، مایع جلا دهنده و رنگ استفاده می گردد، هیدروژن، همچنین اولین و مهم ترین استفاده در پزشکی را دارد، برای مثال از پراکسید این گاز به عنوان یک ضد عفونی کننده قوی برای ضد عفونی کردن قارچ ها استفاده می گردد. این ماده را می توان در آب رقیق شده نیز پیدا کرد.
هم چنین از پراکسید برای سفید نمودن دندان و ضد عفونی کردن باکتری و قارچ نیز استفاده می گردد، البته این ماده مصارف مختلف و بسیار زیاد غیر پزشکی نیز دارد، این ماده به علاوه در کنترل آفات در باغ ها، از بین بردن لکه های لباس ها و به عنوان سفید کننده منزل نیز استفاده می گردد.
این عنصر بیشتر تمایل به ترکیب با عناصر غیر فلزی یا فلزی تر دارد، و با عناصر مشابه خود تمایل ترکیب چندانی ندارد، در حالت غیر فلزی ترکیبات تشکیل شده با هیدروژن هیدرید نامیده می شوند، که هیدروژن در آن ها به شکل یونی با بار منفی وجود دارد، در ترکیبات فلزی و با فلزات هیدروژن برای پیوند کوولانسی متمایل است، و یون های حاصل از هیدروژن در این ترکیبات از نوع بار مثبت است، که فاقد الکترون می باشد،
در این حالت هیدروژن تمایل بسیار بالایی برای جذب الکترون دارد. هم ترکیبات فلزی و هم ترکیبات غیر فلزی هیدروژن تولید اسید می کنند، بنابراین در ساخت محلول های اسیدی می توان از این یون ها استفاده کرد.
گاز هیدروژن چند نوع دارد؟
گاز هیدروژن در حالت عادی ترکیبیست از 2 مدل جدا از هم مولکولی که این مولکول ها به لحاظ جهت چرخیدن الکترون ها و هسته با یک دیگر فرق دارند، دو فرم و دو مدل مختلف هیدروژن ارتو و پارا هیدروژن نام دارند.
هیدروژن در حالت معمولی ترکیبی است، از بیست و پنج درصد پارا و هفتاد و پنج درصد به شکل ارتو، شکل ارتو را نمی توان به صورت خالص تهیه کرد، اما حالت پارا در شرایط خاص به نوع خالص نیز پیدا می شود.
این دو نوع هیدروژن، از لحاظ انرژی و سطح انرژی با هم اختلاف دارند، که سبب می شود، علاوه بر تغییر در حالات شیمیایی جزئی، از نظر فیزیکی نیز تفاوت هایی داشته باشند، مثلا نقاط ذوب و جوش در پارا هیدروژن ها کمتر از ارتو هیدروژن هاست.
این عنصر به طور طبیعی سه ایزوتوپ دارد، که به صورت H1 تا H3 نمایش داده می شوند، دو ایزوتوپ اول هیدروژن پایدار هستند، در حالی که نمیه عمر ایزوتوپ سوم در بهترین حالت بیست سال است، هیدروژن ایزوتوپ های سنگین تری نیز دارد، که همگی مصنوعی و ساخته دست بشر می باشند، و نیمه عمر آن ها از یک زپتوثانیه کمتر است، در بین ایزوتوپ های مصنوعی هیدروژن پایدارترین ایزوتوپ 5 است.
این عنصر، عنصری است، که ایزوتوپ های آن، دارای نامهای گوناگونی می باشند
این عنصر، عنصری است، که ایزوتوپ های آن، دارای نامهای گوناگونی می باشند، ایزوتوپ دو هیدروژن، دوتریوم نام دارد، و هیدروژن-3 تریتیوم است، نمادهای مورد استفاده برای دوتریوم و تریتیوم دی و تی است. به طور کلی هفت ایزوتوپ از هیدروژن یافت شده است، که پایداری چندانی ندارند و در صورت عدم نگهداری در شرایط صحیح این ایزوتوپ ها ماندگاری در حد ثانیه نیز ندارند.
از نظر حالت نیز هیدروژن انواع مختلفی دارد، هیدروژن در حالت های مختلف گاز، مایع و جامد وجود دارد، که بسته به تفاوت فشار دمای اتاق حالت آن تغییر می کند، هر کدام از انواع هیدروژن نحوه ذخیره سازی متفاوتی دارند. که در ادامه در مورد آن ها توضیحاتی ارائه خواهیم کرد.
گاز هیدروژن چگونه ساخته می شود؟
ساخت گازها ساده نیست، برای ساخت یک گاز فعل و انفعلات زیادی باید در طبیعت صورت گیرند تا یک منبع گازی بعد از یکبار استفاده مجددا قابل استفاده شود، اما در مورد هیدروژن چون این گاز در زمین وجود ندارد باید توسط انسان و به طور آزمایشگاهی ساخته شود. هیدروژن مورد نیاز به عنوان یک عنصر مستقل معمولا از آب جداسازی می شود، همچنین با استفاده از آب یا سایر مواد حاوی هیدروژن می توان با استفاده از تراکم زیستی گاز هیدروژن را به وجود آورد.
البته دانشمندان امروزی در بعضی از جلبک ها و باکتری ها توانایی تولید گاز هیدروژن را کشف کرده اند، تولید این گاز از نظر هزینه مبلغ بسیار بالایی دارد، و خیلی گران تمام می شود، اما فنون و علم در حال توسعه روش های جدیدی برای تولید این گاز به وجود آورده اند.
گاز هیدروژن برای خدمات رفاهی مراکز بزرگ یا دستگاه های کوچک با کاربرد محلی تولید می شود، از این رو انعطاف پذیری این گاز یکی از ویژه ترین و عمده ترین امتیازات آن است.
یکی از ساده ترین روش های تولید هیدروژن همان طور که گفته شد، گرفتن این عنصر از آب است
یکی از ساده ترین روش های تولید هیدروژن همان طور که گفته شد، گرفتن این عنصر از آب است، در این روش با استفاده از روش برقکافت یا الکترولیز مولکول های آب شکسته شده و هیدروژن و اکسیژن آن جداسازی می شود، بعد از این جدا سازی هیدروژن ذخیره سازی می شود، برای این کار به آب، باتری در حدود نه ولت و دو عدد گیره کاغذ مورد نیاز است.
گیره های کاغذ را به صورت سیم صاف در آورده و سر هر کدام از این گره ها را به صورت سیم صاف در آورده و به یکی از قطب های باتری وصل می کنند، و انتهای آزاد گیره ها را درون آب قرار می دهند.
از انتهای دو سیم که در آب رها شده اند حباب هایی تولید می شود، که درون آن ها هیدروژن وجود دارد، سیمی که زیادترین حباب را تولید کند بیان گر تولید هیدروژن خالص است، و سیم دیگر آزاد سازی اکسیژن را بر عهده دارد، البته روش تشخیص دیگری نیز برای تمیز دادن هیدروژن از اکسیژن وجود دارد، که آن ها شعله ور سازی است، هیدروژن آزاد شده شعله ور شده و آتش می گیرد، ولی اکسیژن نمی سوزد.
در جابجایی گاز هیدروژن به جهت ایمنی بیشتر به چه نکاتی باید توجه کرد؟
رعایت نکات ایمنی در جا به جایی گازها بسیار اهمیت دارد، و رعایت اصولی آن ها کمک می کند، که از بسیاری از حوادث خطرناک جلوگیری شود، این نکات ایمنی هم در منازل و هم در صنعت باید به دقت رعایت شوند.
گاز هیدروژن نیز به عنوان یک گاز خطرناک با قابلیت اشتعال بالا باید با رعایت تمام نکات ایمنی جا به جا گردد، اولین نکته در جا به جایی گاز هیدروژن استفاده از دستکش، کفش، کلاه و لباس مناسب برای عدم تماس مستقیم این گاز با بدن می باشد، هم چنین استفاده از این وسایل از آسیب به نقاط مختلف بدن چه به دلیل برخورد با گاز و چه به دلیل لوازم خاص جا به جایی باعث پیشگیری از بروز آسیب می شود.
کلاهک فلزی مناسب
اولین قدم در جا به جایی گاز هیدروژن، چه به صورت کپسول مایع یا گاز، کلاهک فلزی مناسب در سر کپسول است، که باید در محل مربوطه نصب شود، برای این کار باید رگلاتور را با ابزار مناسب و با احتیاط جدا کرده و سپس به نصب کلاهک اقدام کرد، در مورد جا به جایی گازها به خصوص گاز هیدروژن باید به برچسب ایمنی آن و اطلاعات و نکات ایمنی که در مورد جا به جایی آن است، اشاره کرد،
همچنین در جا به جایی کپسول های گاز باید ابزار و وسایل مناسب مورد استفاده قرار گیرد. معمولا برای جا به جایی گاز هیدروژن در مسافت های کم از گاری های مخصوص استفاده می شود، که جهت جا به جایی با زنجیر محکم می شوند. نکته مهمی که در جا به جایی و بلند کردن کپسول ها باید مورد توجه قرار گیرد وصل زنجیر یا طناب به محل درست است، زنجیر را نباید به درپوش یا شیر کپسول وصل کرد،
زیرا منجر به جدا شدن رگلاتور و انفجار یا پخش گاز می شود. کپسول های گاز هیدروژن را نباید روی زمین کشید یا غلطاند یا از مسافتی پرت کرد که منجر به آتش سوزی و انفجار نشود، همچنین در خرید گاز هیدروژن نیز باید به اعتبار محل و کیفیت خوب کپسول توجه زیادی کرد.
به طور معمول از گاز هیدروژن چه استفاده هایی می شود؟
گازها نیز مانند سایر مواد و عناصر هم دارای استفاده های تخصصی و هم دارای کاربردهای معمولی و روزمره هستند، در مورد گاز هیدروژن نیز این نکته صادق است، و کاربردهای متنوعی هم در زندگی روزمره دارد، که بخشی از آن ها در صنایع و حالت تخصصی است، و بخشی از آن در موارد مصرفی روزمره.
این گاز در درجه اول در آب مصرفی روزانه وجود داشته و مورد استفاده قرار می گیرد، هم چنین از گاز هیدروژن برای تولید سنگ های معادن فلزی نیز استفاده می شود، گاز هیدروژن در صنایع دارویی، فیزیکی، شیمیایی و. . . وجود دارد، که معمول ترین کاربرد آن در صنعت شیمی، استفاده از گاز هیدروژن برای تولید اسید هیدروکلریک است، که برای جوشکاری هیدروژن اتمی به کار گرفته می شود.
ژنراتورهای برق نیز از دیگر موارد پر استفاده هیدروژن هستند
ژنراتورهای برق نیز از دیگر موارد پر استفاده هیدروژن هستند، از گاز هیدروژن در این صنایع برای خنک کردن موتور ژنراتورها استفاده می گردد، همچنین در اغلب کارخانه های تولیدی، به جهت چک کردن نشتی های مختلف خود از این گاز استفاده می کنند.
البته این بیشترین حالت استفاده از هیدروژن به صورت خالص و تک گازی است، از این ماده در کنار عناصر دیگر نیز در زندگی روزمره بسیار به کار گرفته می شود، به عنوان مثال سوخت فسیلی و تولید آمونیاک از جمله مواردی هستند، که به وسیله گاز هیدروژن تولید می شوند.
آمونیاک یکی از بخش های بسیاری از مواد شیمیاییست که یک عامل هیدروژنه دارد، و برای تغییر روغن های اشباع نشده و مضر، به روغن های سالم و اشباع شده از آن استفاده می کنند، گاز هیدروژن را هم چنین در تولید متانول و تریتیوم نیز به کار می برد، این ماده که یکی از ایزوتوپ های رادیو اکتیو می باشد، برای تولید بمب مورد استفاده قرار می گیرد، هم چنین از ترکیبات گاز هیدروژن به عنوان منبعی برای تشعشع رنگ های درخشان استفاده می شود.
تا اینجا با مبحث به طور معمول از گاز هیدروژن چه استفاده هایی می شود آشنا شدید و پیشنهاد می کنیم تا انتهای پست خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
در سوخت سلول ها گاز هیدروژن چه نقشی دارد؟
همان طور که گفته شد، از هیدروژن در موارد زیادی استفاده می شود، برخی از کاربردهای این گاز طبیعی است، و توسط فعل و انفعالات طبیعت مورد استفاده قرار می گیرند،
اما برخی از کاربردهای این گاز، به طور مصنوعی و برای صنایع است، هیدروژن به عنوان سوخت ارزش بسیار بالایی دارد، در هنگام سوخت این گاز تولید گرمای زیادی کرده که این گرما برای سوخت و ساز و فعالیت سلول ها نقش زیادی دارد، احتراق و سوختن انرژی بسیار زیادی تولید می کند، که این امکان کارایی های بسیاری دارد.
اگر اکسیژن به طور مایع وجود داشته باشد، به عنوان سوخت موشک از آن استفاده می کنند، نوع دیگری از هیدروژن نیز وجود دارد، که به اسم دوتوریوم که هیدروژنی سنگین نیز می باشد، دوتوریوم در واکنش هم جوشی هسته ای در راکتورهای هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد.
طی سنوات اخیر از این گاز به عنوان ماده ای سوختنی و مصنوعی، جهت فراهم آوردن قدرت حرکت خودروها، ایجاد حرارت، ایجاد الکتریسیته و انجام فعالیت های صنعتی استفاده می شود.
ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن
در خیلی از کشورهای پیشرفته ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن تاسیس شده است، که در این مراکز افراد سوخت مورد نیاز برای وسیله نقلیه خود را از طریق کپسول های هیدروژن تامین می نمایند، از نظر ظاهری ایستگاه های هیدروژن با ایستگاه های بنزین تفاوت چندانی ندارند و تفاوت آن ها در نوع سوخت موجود در آن هاست.
هیدروژن به دلیل نداشتن آلودگی های خاص زیست محیطی به عنوان سوخت پاک شناخته می شود، و هیچ نوع گاز گلخانه ای یا آلودگی از این گاز تولید نمی گردد. یکی از مزایای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت ماندگاری و امکان ذخیره سازی طولانی مدت این گاز است، و انتقال ساده و بدون آلودگی این گاز به نقاط دیگر یکی از دیگر مزایای آن است، که همین موارد هیدروژن را به عنوان سوخت پاک معرفی کرده اند.
هیدروژن در ساختار ستارگان به چه صورتی وجود دارد؟
تا این جا گفته شد، که تمام چیزهایی که اطراف ماست از اتم ساخته شده اند، اتم ها به طور طبیعی دارای نود و دو گونه متفاوت می باشند، که به این گونه ها عنصر گفته می شود، این عناصر از گازهای خیلی سبک مانند هیدروژن و هلیم آغاز و به عناصری میانه مانند کربن، اکسیژن، نیتروژن و سنگین مانند آهن و نیکل و طلا تقسیم می شوند، و در نهایت سنگین ترین و سخت ترین نوع عناصر که سرب و اورانیوم است.
فرآیندی که باعث به وجود آمدن ترکیبات هسته ای و تولید عناصر می شود، نکلئوسنتز نام دارد. در جریان نکلئوسنتز در درجه اول دو عنصر سبک هیدروژن و هلیم به وجود آمدند که از نظر حجمی تقریبا هفتاد و پنج درصد این عناصر هیدروژن و بیست و پنج درصد از هلیم است، البته مقدار کمی از سایر عناصر نظیر لیتیوم و بریلیوم نیز در ترکیبات جو وجود دارند.
ترکیب این عناصر با یکدیگر مواد خام مورد نیاز برای تولید یک ستاره را تشکیل می دهند
ترکیب این عناصر با یکدیگر مواد خام مورد نیاز برای تولید یک ستاره را تشکیل می دهند، تراکم این گازها و انقباض بیشتر آن ها باعث گرمتر شدن جو شده و در نهایت این تراکم و گرما ستاره ای در مرکز شکل می گیرد و هنگامی که این حرارت به حد سوزاننده شدن برسد ستاره به طور کامل شکل گرفته و روشن می شود.
دلیل روشن شدن و درخشش ستاره ها فرآیند همجوشی گرما هسته های آن ها می باشد، که طی آن دو اتم هیدروژن با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت هسته اتم هلیم را می سازند.
سوخت اصلی خورشید، گاز هیدروژن است، که پیش بینی شده تا حدود 5 میلیارد سال دیگر این سوخت به اتمام می رسد و بعد از آن این ستاره وارد مرحله ای دیگر از زندگی خود می شود، هنگامی که خورشید همه سوخت هیدروژن خود را تمام کند فشرده شود، و تمام مواد موجود در هسته آن در اثر فشردگی بیش از حد آن مجدد گرم می شود.
که بعد از آن ترکیبات هلیم موجب نزدیک کردن مرز سیاره ها به خورشید شده و این نزدیکی به حدی می رسد که سیارات دیگر توسط خورشید بلعیده شوند، خورشید هم اکنون نیز در حال بزرگ شدن است، که به دلیل کم شدن سوخت هیدروژن موجود در آن اتفاق می افتد، گاز هیدروژن در منظومه شمسی از مهم ترین گازهاست.
گاز هیدروژن در بالن های هوایی به چه شکلی مورد استفاده قرار می گیرد؟
یکی دیگر از ویژگی های گاز هیدروژن سبک بودن آن است، این سبک بودن در صنعت امروزه در بالن های آب و هوا به کار گرفته می شود، متخصصین امروزی با استفاده از این ویژگی بالن های آب و هوایی را می سازند، البته این ماده در گذشته و در زمان جنگ جهانی اول در بالن های مسافری و کشتی هوایی نیز به کار گرفته می شود،
اما استفاده از آن در بالن های هوایی هواشناسی کاربردی تر و مفید تر است، این بالن ها با تجهیزاتی فراهم شده اند که می توانند اطلاعات لازم در مورد مطالعات اقلیم و آب و هوا را ثبت کرده و در اختیار محققین قرار دهد.
اولین بالون به پرواز در آورده شده دنیا توسط ژاک شارل ساخته شده است
اولین بالون به پرواز در آورده شده دنیا توسط ژاک شارل ساخته شده بود که برای اتجام فرآیند پرواز در آن هیدروژن به کار گرفته شده بود، اون و همکارانش این بالن را ارتفاع پانصد و پنجاه متری بالا بردند که تحولی عظیم در بالن های پروازی آن زمان بود، این ابتکار آن ها در استفاده از گاز هیدروژن باعث آن شد، که این مدل خاص از بالون به نام شارلی نام گذاری شود.
چون هوای گرم از هوای سرد کم وزن تر است، جهت باد کردن بالون و به پرواز در آوردن آن از گازهای سبکی که در اثر اشتعال گرما تولید می کنند، استفاده می کنند، در بالون های پیشرفته منبع تولید گرما مشعل های گازیست و با روشن شدن مشعل بالون بالا رفته و با سرد شدن آن بالن پایین می آید، علی رغم این که سبک ترین گاز موجود در دنیا هیدروژن است،
اما خطرات این گاز نظیر اشتعال زود هنگام باعث شده است، که از این گاز دیگر به مقدار قبل برای برافراشتن بالون ها استفاده نشود و گاز هلیوم جایگزین آن شوند.
کاربردهای صنعتی گاز هیدروژن چه مواردی هستند؟
کاربرد گاز هیدروژن در صنایع تنوع بسیار زیادی دارد، این گاز را هم به عنوان یکی از اجزا اصلی تولیدات و هم به عنوان یکی از ابزار کمکی در ساخت محصولات مختلف مورد استفاده قرار می دهند، در صنعت، از گاز هیدروژن در صنعت کود، رنگ سازی، صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی استفاده می شود. به عنوان مثال در صنایع غذایی از این گاز در تولید روغن های نباتی هیدروژنه مانند مارگارین و کره استفاده می شود.
روغن های نباتی از تولیدات گیاهی هستند، که به شکل مایع وجود دارند، با ترکیب این روغن های گیاهی با هیدروژن و هم چنین استفاده از نیکل به عنوان کاتالیزور، روغن ها به چربی جامد تبدیل شده و به عنوان کره یا مارگارین مورد استفاده قرار می گیرند.
هیدروژن را برای اصلاح و تولیدات نفت خام مورد استفاده قرار می دهند
به علاوه در صنعت پتروشیمی، هیدروژن را برای اصلاح و تولیدات نفت خام مورد استفاده قرار می دهند، هیدروژن به عنوان عاملی کاهنده در صنایع مختلف نیز مورد نیاز است، به عنوان مثال در شیمی، از گاز هیدروژن برای استخراج نفت استفاده می شود، از گاز هیدروژن هم چنین در دستگاه آنالایزر به عنوان گاز حامل استفاده می گردد،
همچنین در فرآیند پالایش نفت خام، برای تبدیل نفت خام به مواد با ارزشتری نظیر بنزین، سوخت جت و نفت سفید و. . . استفاده می شود، گاز هیدروژن را در با ترکیب نیتروژن در صنایع فضانوردی و خودروسازی نیز استفاده می کنند، که نمونه آن تولید خودروهای هیبریدست.
هیدروژن را هم چنین می توان در صنعت الکترونیک نیز استفاده کرد، این گاز به عنوان عامل کاهش دهنده و گاز حامل استفاده می گردد، هیدروژن در جوشکاری و برش فلزات در صنایع مربوط به فلزات نیز به کار برده می شود، هیدروژن برای دی الکیل کردن و جداسازی محلول ها نیز استفاده می شود، خرید گاز هیدروژن به منظور استفاده های صنعتی باید در سطح گسترده ای انجام گیرد.
پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده از گاز هیدروژن به چه نحوی تشکیل می شوند؟
بین مولکول هایی که از ترکیبات هیدروژن دار برای پیوند و اتصال استفاده می کنند، پیوندی بسیار قوی وجود دارد. به خصوص در مورد عناصری که الکترونگاتیوه آن ها بیشتر است، یا اندازه کوچکتری دارند، این پیوند به شکل قوی تری دیده می شود، پیوند هیدروژنی بخاطر جاذبه ای که میان اتم الکترونگاتیو یک مولکول و اثر مثبت هیدروژن در مولکول دیگر پیوند هیدروژنی شکل می گیرد.
حرکت و تغییر مکان یک جفت الکترون به سوی موادی نظیر نیتروژن، اکسیژن و فلوئور که از نظر الکترونگاتیوی در سطح بالایی هستند، سبب مقدار کمی منفی شدن بار اتم ها می گردد، در این صورت پیوند هیدروژنی را می توان به عنوان پلی میان دو اتم به شدت الکترونگاتیو دانست که از طرفی با یکی از اتم های الکترونگاتیو به طور کوولانسی ارتباط داشته و از طرف دیگر به شکل الکترو استاتیک با اتم الکترونگاتیو پیوند یافته است.
یکی از نمونه های بسیار خوب پیوند هیدروژنی مولکول آب است
یکی از نمونه های بسیار خوب پیوند هیدروژنی مولکول آب است، هر مولکول آب این توانایی را دارد، که 4 پیوند هیدروژنی با مولکول های آب اطراف خود ایجاد کند، در حقیقت تعداد هیدروژن های الکترون از دست داده با جفت الکترون های ناپیوندی برابر است، به همین دلیل است، که هر کدام از مولکول های آب توانایی شرکت در چند پیوند هیدروژنی را دارا هستند.
پیوند های هیدروژنی بیشترین اثر را از عنصر هیدروژن موجود در خود می گیرند که علاوه بر حضور در آب، در موارد دیگری نظیر سیستم های انتقال آب، ساختارهای چندمین پروتئین هاف دی ان ای و همچنین در خواص غیرعادی آب مانند بیشتر شدن حجم بعد از یخ زدن، خاصیت کشسانی و. . . نیز نقش دارد، پیوند هیدروژنی مهمترین اتصال در بسیاری از فرآیندهای تشکیل مولکول است.
شرایط تشکیل پیوندها از گاز هیدروژن به چه صورت است؟
تشکیل پیوندهای هیدروژنی از عنصر و گاز هیدروژن شرایط مختلفی دارد، که در زیر به طور مختصر این شرایط دسته بندی شده اند، اولین شرط برای تشکیل پیوند هیدروژنی بالا بودن الکترونگاتیوی اتم های متصل به هیدروژن می باشد،
به عبارت دیگر اتم هایی که با هیدروژن وارد پیوند می شوند، باید الکترونگاتیوی بالایی داشته باشند، تا هیدروژن به از دست دادن الکترون خود تمایل نشان دهد، بر طبق همین شرط است، که فلوئور دارای قوی ترین پیوند هیدروژنی بین مولکولیست و بعد از آن اکسیژن نسبت به نیتروژن الکترونگاتیو تر و پیوند هیدروژنی نیرومندتری نسبت به نیتروژن دارد،
هم چنین بار مثبت زیادی که بر روی اتم هیدروژن وجود دارد، باعث می شود، که زوج الکترونهای مربوط به مولکول دیگر را با قدرت بسیاری جذب نماید، به علاوه ریز بودن اتم هیدروژن نیز موجب می گردد، که مولکول دوم قدرت نزدیکی به هیدروژن را داشته باشد.
کوچک بودن اتم هاییست که در پیوند به هیدروژن متصل می شوند
دیگر شرطی که منجر به یک پیوند هیدروژنی موفق می شود، کوچک بودن اتم هاییست که در پیوند به هیدروژن متصل می شوند، پیوند هیدروژنی به بهترین شکل ممکن در ترکیب با فلوئور، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می شود، اثبات این موضوع را می توان با اتم کلر به شکل واضح تری توضیح داد، علی رغم این که اتم کلر و نیتروژن از نظر الکترونگاتیوی درصدی یکسان دارند، به دلیل بزرگ تر بودن اتم کلر، نیتروژن پیوندی قوی تر در اتصال هیدروژنی دارد.
پیوند های هیدروژنی نیز همانند گازهای هیدروژنی کارایی های زیادی دارند، یکی از کاربردهای این پیوندها در چسبانک شدن آبنبات و دیرتر خشک شدن الیاف پنبه ایست، در سنتز پروتئین و ساختار دی ان ای نیز نقش پیوند های هیدروژنی بسیار زیاد است، ناهنجاری ظاهرای در ماهیت آب در انبساط، نقطه جوش، کششی و. . . نیز به دلیل خاصیت گاز هیدروژن در پیوندهای هیدروژن است.
بمب های هیدروژنی از گاز هیدروژن به چه شکلی تشکیل می شوند؟
یکی از تشکیلات گازهای هیدروژنی بمب های هیدروژنی می باشند، بمب هیدروژنی اصطلاحیست رایج که برای بمب های ترمو هسته ای دو مرحله ای استفاده می شود.
ترمو هسته ای به معنی وابسته بودن انفجار به میزان حرارت هسته اتم می باشد، در این حالت، در ابتدا یک انفجار اتمی روی می دهد تا درجه حرارت هسته اتم به مقدار کافی برود، بعد از بالا رفتن درجه حرارت هسته اتم، یک انفجار قوی تر با قدرت تخریب بالاتر اتفاق می افتد.
در اولین مرحله انفجاری بر پایه هم جوشی هسته ای استوار رخ می دهد و در پی این انفجار اتم ها شکاف پیدا می کنند، مرحله دوم که بر سوخت هسته ای استوار است، نیز انفجاری تولید می کند، که با هیچ کدام از بمب های اتمی معمول قابل مقایسه نیست.
بعد از شروع همجوشی هسته‌ای، نوترون‌هایی در کم ترین زمان و بسیار سریع تولید شده که می توانند بار دیگر سبب تجزیه هسته اورانیوم درون بمب گردند. همین موضوع قدرت انفجار را 2 تا 3 برابر افزایش می‌دهد.
در بمب‌های اتمی معمولی، تنها اتفاقی که رخ می دهد شکافت هسته‌ای می باشد
در بمب‌های اتمی معمولی، تنها اتفاقی که رخ می دهد شکافت هسته‌ای می باشد، در هسته اتم تجزیه رخ می دهد، پولوتنیوم و یا اورانیوم در واکنش‌های متصل و زنجیروار به اتم‌هایی با سایز کم ترتقسیم می‌گردند و حجم بسیاری از انرژی را آزاد می نمایند. بمب‌هایی که آمریکا در جریان جنگ جهانی دوم بر سر مردم هیروشیما و ناکازاکی پرتاب نمود، از نوع اتمی بودند.
نخستین بمب هیدروژنی دنیا در آمریکا در اواسط قرن نوزدهم میلادی ساخته شد، یک سال بعد از آن بود که شوروی با انجام آزمایشی مشابه در سیبری اقدام به تولیدات اولیه بمب هیدروژنی کرد، چند سال بعد انگلیس نخستین بمب هیدروژنی خود را در جزیره مالدن منفجر کرد، بزرگ ترین بمب هیدروژنی که تا کنون برای آزمایش منفجر شده تزار نام داشته و توسط اتحاد جماهیر شوروی انجام شده بود.
گاز هیدروژن بیشتر در چه مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد؟
همان طور که گفته شد، موارد استفاده از گاز هیدروژن بسیار بالاست یکی از کاربردهای مهم این گاز در تولید اسید هیدروکلریدریک است، این اسید صنعتی نقش مهمی در صنایع زیست و شیمی دارد،
دیگر کاربرد گاز هیدروژن در جوشکاری هاست، در این مکان هم برای اتصال قطعات و هم برای ذوب و تغییر شکل دادن آن ها از گاز هیدروژن استفاده می شود، دیگر مکانی که گاز هیدروژن در آن مور استفاده قرار می گیرد در ساخت و سوخت موشک هاست،
گرمای زیاد اشتعال این گاز و قدرت آزاد سازی خوب آن موجب می شود، که به عنوان سوخت موشک انتخاب مناسب تری باشد، دیگر مکان مورد استفاده از گاز هیدروژن در احیا سنگ معدن فلزی، در معادن حفاری و استخراج سنگ است.
تحقیقات سرماشناسی و مطالعات ابر رسانایی
در تحقیقات سرماشناسی و مطالعات ابر رسانایی نیز از گاز هیدروژن برای جمع بندی بهتر نتایج و تحقیقات دقیق تر استفاده می گردد، همچنین این گاز به عنوان خنک کننده ژنراتورها در نیروگاه های برقی که ژنراتور در آن دائما فعالیت دارد، نیز کارآیی زیادی دارد، دلیل کاربرد این گاز در نیروگاه ها ظرفیت گرمایی بسیار بالایی گاز هیدروژن است.
هیدروژن را به شکل خالص یا مخلوط با گازهایی نظیر نیتروژن، برای شناسایی و یافتن نشتی های ریز و سوراخ هایی که با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیستند نیز استفاده می کنند، این ویژگی در مکان هایی نظیر نیروگاه ها، مراکز صنعتی شیمیایی، هوافضا، خودروسازی و مخابرات کاربرد زیادی دارد.
استفاده از گاز هیدروژن در بسته بندی مواد غذائی جهت چک و جلوگیری از نشتی و پیشگیری از اکسید شدن مواد خوراکی از دیگر استفاده های مهم از این گاز است. هیدروژن را، همچنین در دستگاه های کروماتوگرافی و دستگاه های خنک کننده در صنایع پزشکی و غذایی نیز استفاده می کنند.
خرید گاز هیدروژن به چه نحوی انجام می گیرد؟
خرید گاز هیدروژن چه به شکل مایع، گاز یا جامد باشد، باید با رعایت تمام نکات ایمنی در ذخیره سازی و جا به جایی انجام گیرد، از جمله مواردی که در خرید گاز هیدروژن باید به آن توجه کرد، استفاده از کپسول مناسب است، کپسول مناسب باید دارای جنس خوبی باشد،
و همچنین در برابر حرارت و زنگ زدگی از مقاومت خوبی برخوردار باشد، کپسول هایی که در خرید گاز هیدروژن به کار برده می شوند، باید متناسب با حالت ماده از حجم مناسبی نیز برخوردار باشند،
برای کپسول های مایع کپسول باید کاملا مطابق با حجم آن باشد
به عنوان مثال برای کپسول های مایع کپسول باید کاملا مطابق با حجم آن باشد، یا در مورد کپسول های گازی می توان از چند سی سی بزرگ تر نیز استفاده کرد، مورد بعد در مورد خرید گاز هیدروژن ذخیره سازی آن است، در بسیاری از مراکز این گاز به طور دستی از مخزن اصلی بر کپسول شارژ می شود، که در این حالت باید از لباس کامل ایمنی که از دستکش، لباس، کلاه و ماسک تشکیل شده استفاده کرد،
زیرا ریختن هیدروژن به خصوص در بعضی ترکیبات روی پوست ممکن است، آسیب هایی نظیر سرطان را به وجود آورد، در مورد خرید گاز هیدروژن هم چنین باید به جا به جایی محصول نیز توجه کرد، جا به جایی این کپسول ها بهتر است، توسط ماشین های حمل بار مخصوص و در شرایط مناسب از نظر دما انجام گیرد،
همچنین هنگام جا به جایی باید از هرگونه آسیب مانند پرت شدن یا زمین خوردن کپسول جلوگیری کرد، در مورد خرید گاز هیدروژن نکته دیگری که وجود دارد، آشنایی با حجم کپسول هاست، کپسول ها معمولا در حجم های 20- 40- 50 و 80 لیتری موجود هستند، و در فشار های 150 و 200 باری به فروش می رسند.
خرید گاز هیدروژن به شکل وارداتی بیشتر به شکل کپسول های 50 لیتری اتفاق می افتد و در صورتی که محل استفاده مراکز مخصوص مانند کارخانجات باشند، به وسیله تریلر های مخصوص این گاز حمل می شود.
نگهداری استاندارد گاز هیدروژن به چه صورت است؟
در هنگام استفاده و نگهداری از گاز هیدروژن باید کاملا هشیار بود، این امر نیز به دلیل توان آتشگیری بسیار بالا و انفجار گاز هیدروژن است،
به ویژه هنگامی که هیدروژن با هوای آزاد ترکیب شود، قدرت آتش گرفتن آن بالاتر می رود، به علاوه زمانی که گاز هیدروژن به شکل خالص یا با ترکیب با اکسیژن در یک فضای بسته جریان یابد فرد دچار احساس خفگی می شود.
هیدروژن مایع به دلیل توان سردکنندگی فوری و بسیار بالایی که دارد، آسیب هایی جدی مانند یخ زدگی را به بار می آرود، البته هر مایعی که خاصیت سردکنندگی داشته باشد، در این زمینه موثر می باشد، و این خطر را شامل می شود.
گاز هیدروژن در بسیاری از فلزها حل می شود
گاز هیدروژن در بسیاری از فلزها حل شده و باعث نشت به بیرون، ترک خوردگی و انفجار فلز می شود، نشت این گاز در هواهای آزاد باعث شعله ور شدنش می گردد.
هیدروژن اثر مخربی روی چشم ندارد، اما این امکان وجود دارد، که به دلیل خاصیت سرد کنندگی چشمی که در معرض گاز هیدروژن باشد، دچار یخ زدگی یا ناراحتی بشود.
در تماس این گاز با پوست نیز آسیب های جدی و خطرناک وجود ندارد و بعد از ریختن مایع روی پوست حتما باید آن بخش را با آب سرد شستشو کرد و سپس از باند استریل برای پوشش دادن محل زخم استفاده کرد.
هم چنین در صورتی که این گاز در دما و فشار معمول بلعیده شود، مشکل یا بیماری خاصی را منجر نمی گردد، اما در صورت تنفس هیدروژن فرد باید فورا به هوای آزاد منتقل شده و برای جلوگیری از ایست قلبی احیا شود.
گاز هیدروژن در انتقال انرژی چه نقشی دارد؟
کلکسیونی از علل متنوعی از قبیل محدود بودن منبع های فسیلی، اثرات ناخوشایند زیست‌محیطی، بهره‌مندی از منبع های هیدروکربنی، بالا رفتن بهای سوختهای فسیلی، اختلاف های سیاسی و اثرات آن بر ارائه انرژی های پایدار از جمله عللی هستند، که بسیاری از سیاستمداران و متخصصین مباحث انرژی و محیط زیست را در حرکت به سوی ایجاد ساختاری نوین مبتنی بر امنیت ارائه انرژی، نگهداری محیط زیست به صوت سالم، بالا بردن سطح سیستم انرژی وادار نموده‌است.
بنابراین هیدروژن یکی از مناسب ترین موردها برای به دست گیری نقش حمل کننده انرژی در این مکانیزم تازه ی ارائه انرژی می‌باشد. هیدروژن به مثابه ی فراوان‌ترین ماده ی موجود در سطح کره زمین به متدهای گئناگئن قابلیت تولید را دارا می باشد.
در یک مکانیزم مناسب و نرمال انرژی بر اساس هیدروژن، با قصد فراهم آوردن امنیت ارائه انرژی، نگهداری محیط زیست به صوت سالم و بالا بردن سطح سیستم انرژی ، به دست آوردن هیدروژن از الکتریسیته تولیدی از منابع تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید، زمین گرمایی و نظایر آن تولید شده و پس از ذخیره‌سازی و انتقال به محل‌های مصرف، در کاربردهای مختلف از جمله تجهیزات الکترونیکی کوچک (میلی وات)، صنعت حمل و نقل و صنایع نیروگاهی قابل بکارگیری است.
با این شیوه خیلی ها بر این عقیده می باشند که سوخت نهایی انسان ها هیدروژن بوده و بشر در آینده ی نزدیک دوره ی طلایی هیدروژن را تجربه خواهد کرد.
خصوصیت هایی که هیدروژن را از دیگر موردهای مطرح سوختی جدا می‌نماید
از جمله خصوصیت هایی که هیدروژن را از دیگر موردهای مطرح سوختی جدا می‌نماید، می‌توان به یافت شدن فراوان، مصرف تقریباً انحصاری و خاص، انتشار خیلی ناچیز آلوده کننده ها، برگشت‌پذیر بودن چرخه تولید آن و کم شدن تاثیرات گلخانه‌ای اشاره نمود.
سیستم انرژی هیدروژنی به علت مستقل بودن از منابع اولیه انرژی، سیستمی همیشگی، پایدار، نابودنشدنی، فراگیر و برگشت پذیر می‌باشد و پیش‌بینی می‌گردد که در آینده‌ای نزدیک سیکل تولید و به کارگیری آن به عنوان حامل انرژی به همه ی اقتصاد دنیا نفوذ کرده و اقتصاد هیدروژنی تثبیت شود؛
با این وجود نباید انتظار داشت که هیدروژن در بدو ورود از نظر قیمتی بتواند با سایر حاملهای انرژی رقابت نماید. در دوره های آتی هیدروژن و پیلهای سوختی قادر هستند نقش مرکزیت و کنترل کنندگی مهمی در آلودگی شهرها داشته باشند.
عمل تغییر حالت انرژی شیمیایی موجود در درون هیدروژن به انرژی برق به کمک پیل سوختی انجام می گیرد که با یک تناسب با کارایی و ویژگی های ساختاری آنها، پیلهای سوختی خود به انواع متنوعی تقسیم می‌شوند.
در حقیقت مهم بودن تکنولوژی پیل سوختی در یک سیستم انرژی بر پایه هیدروژن (دوران هیدروژن) به شکلی می باشد، که خیلی ها آن را به لوکوموتیو پیشرفت و گسترش دوران هیدروژن تشبیه کرده اند.
کاربرد هیدروژن به عنوان سوخت چگونه است؟
سوخت هیدروژن هنگام سوختن با اکسیژن، یک سوخت بدون انتشار است. این سوخت را می توان در موتورهای الکتروشیمیایی یا موتورهای احتراق داخلی برای وسایط نقلیه یا وسایل الکتریکی استفاده کرد.
این خودرو برای استفاده در وسایل نقلیه سلولی تجاری مانند اتومبیل های سواری استفاده شده است، و در سال های زیادی در اتوبوس های سلول سوخت استفاده شده است. این نیز به عنوان سوخت برای نیروی فضاپیما استفاده می شود، همچنین به عنوان سوخت برای نیروی فضاپیما استفاده می شود.
هیدروژن در گروه اول و اولین ردیف در جدول تناوبی یافت می شود. این اولین عنصر در جدول تناوبی است، و سبک ترین عنصر می باشد. از آنجا که گاز هیدروژنی بسیار سبک است، در جو به وجود می آید و بنابراین به ندرت در شکل خالص آن H2 یافت می شود. در شعله ای از گاز هیدروژن خالص، سوختن در هوا، هیدروژن (H2) با اکسیژن (O2) واکنش می دهد تا آب (H2O) را شکل دهد و انرژی را آزاد کند.
اگر به جای اکسیژن خالص، هوای جو به کار گرفته شود
اگر به جای اکسیژن خالص، هوای جو به کار گرفته شود، به طور معمول، احتراق هیدروژن ممکن است، مقدار کمی از اکسید نیتروژن را همراه با بخار آب تولید کند.
انرژی آزاد شده باعث می شود، هیدروژن به عنوان یک سوخت عمل کند. در یک سلول الکتروشیمیایی، آن انرژی را می توان با راندمان نسبتا بالا استفاده کرد.
اگر به سادگی برای گرما استفاده شود، محدودیت های معمول ترمودینامیک در بازده حرارتی اعمال می شود. هیدروژن معمولا به عنوان یک منبع انرژی مانند برق مورد استفاده قرار می گیرد،
زیرا باید از یک منبع انرژی اولیه مانند انرژی خورشیدی، زیست توده، برق (به عنوان مثال در قالب انرژی خورشیدی یا از طریق توربین های بادی) تولید شود، یا هیدروکربن ها مانند گاز طبیعی یا زغال سنگ تولید شود.
تولید هیدروژن متعارف با استفاده از گاز طبیعی
تولید هیدروژن متعارف با استفاده از گاز طبیعی موجب اثرات قابل توجه زیست محیطی می شود؛ همانطور که با استفاده از هر هیدروکربن، دی اکسید کربن منتشر می شود.
از آنجا که هیدروژن خالص به طور طبیعی بر روی زمین در مقادیر زیادی عتولید نمی شود، معمولا نیاز به یک منبع انرژی اولیه برای تولید در مقیاس صنعتی دارد. روش های تولید متداول عبارتند از الکترولیز و اصلاح بخار متان. در الکترولیز، الکتریسیته برای جداسازی اتمهای هیدروژن و اکسیژن از درون آب جریان پیدا می کند.
این روش می تواند از باد، خورشید، زمین گرمایی، آبی، سوخت های فسیلی، زیست توده، هسته ای و بسیاری از منابع انرژی دیگر استفاده کند. بدست آوردن هیدروژن از این فرایند به عنوان یک روش قابل قبول برای تولید آن در داخل کشور با هزینه کم مورد مطالعه قرار می گیرد.
ذخیره سازی گاز هیدروژن به چه صورتی انجام می گیرد؟
هیدروژن گازی را می توان جز قدیمی ترین موادی دانست که تحت فشار و در مخازن مخصوص نگهداری می شد. مخازن لوله ای این ماده عموما فشاری به بزرگی 41 مگاپاسکال را نیز تحمل می کردند. در کاربردهای ویژه، مخازن لوله ای از جنس فولاد کم کربن ساخته شده است.
و در فشارهایی به ٧٠ مگاپاسکال استفاده می شود، ظروف مذکور دیواره دو جداره دارد، که لایه داخلی طوری ساخته شده است، که با فشار هیدروژن سازگار است، ودیواره خارجی نیزازفولاد جوش داده شده با مقاومت بالا تهیه شده می شود. مخازن به طور کل به گونه ای طراحی شده اند که تحمل فشارهای بالا را داشته باشند.
مزیت این مدل طراحی این است که زمان نیاز بیشترین حد ممکن هیدروژن با مناسبترین سرعت خارج شود. به علاوه حتی زمانی که هیدروژن در فشارهای بالا نیز تهیه گردد امکان ذخیره سازی آن در سیستم لوله خطی وجود دارد.
ذخیره سازی به شکل زیر زمینی
علاوه بر این سبک از ذخیره سازی می توان گازها را به شکل زیرزمینی نیز ذخیره سازی کرد که این روش خود به دو شکل انجام می شود، شکل اول آن ذخیره گاز به صورت طبیعی در طبقات رسوبی و معدنی سنگهاست در این حالت گاز در خللی که در لایه های سنگ وجود دارد ذخیره می شود و شکل دوم آن ذخیره سازی گاز در غارهاست که در این حالت گاز را می توان به وسیله حفاری از میان سنگ های فشرده درون غار استخراج کرد.
اصلی ترین روش برای ذخیره سازی طبیعی گازها در عصر حاضر ذخیره در خلل و فضاهای خالی میان سنگ هاست. برای ذخیره سازی هیدروژن نیز استفاده از این ذخیره سازی زیرزمینی هزینه کمی در بر داشته و همیشه نیز قابل استفاده است.
مخاط گرامی شما در حال مشاهده پست خرید گاز هیدروژن هستید.
هیدروژن مایع چگونه ذخیره می گردد؟
در حال حاضر یکی از اقتصادی ترین روش ها برای ذخیره سازی هیدروژن به شکل مایع، سرد کردن آن است. در واقع هنگامی که هیدروژن در شاخه مواد کرایوژنیک یا با دمای بسیار پایین قرار گیرد هم به طور راحتتری ذخیره سازی شده و هم استفاده آن در مصارف مختلف راحت تر است.
شکل مایع هیدروژن دانسیته بالایی دارد بنابراین برای استفاده در صنایع یکی از سوخت های خیلی مهم به حساب می آید.
برای مایع سازی هیدروژن فرآیند به خصوصی وجود دارد به علاوه این کار مراحل مختلفی دارد که شامل فشرده کردن با کمپرسورهای مخصوص و سرد کردن گاز هیدروژن تا دمای هفتاد و هشت کلوین است و در آخرین مرحله ماده آماده شده توسط توربین ها منبسط می شود.
کرایوژنیک کردن یا سردسازی هیدروژن به منظور تولید هیدروژن مایع باید در دمایی بسیار پایین انجام گیرد و به دلیل نفوذپذیری بالای گاز هیدروژن این کار را باید توسط تجهیزات خاص انجام داد. از نظر اقتصادی تولید هیدروژن مایع برای کاربردهای جزئی به صرفه نیست و چون ابزار انجام این کار به خصوص است در ایران به ندرت انجام می گیرد.
شما در حال مطالعه مقاله خرید گاز هیدروژن هستید.
هیدروژن جامد به چه شکلی ذخیره می شود؟
دیگر حالتی که امکان ذخیره سازی هیدروژن در آن وجود دارد، حالت جامد است، هیدروژن به شکل جامد را می توان به شکل ترکیبات هیدراته ذخیره سازی کرد، در واقع با ترکیب هیدروژن با فلزات مختلف و ساخت آلیاژهای فلزی هیدراته می توان این گاز را در شکل جامد و به طور راحت تری ذخیره سازی کرد.
ذخیره سازی هیدراته هیروژن مزایای زیادی دارد، یکی از آن ها دلیلی بود که پیش تر ذکر شد و دلیل دیگر آن ذخیره سازی هیدروژن جامد به میزان بیشتر در واحد حجم است که دلیل آن نزدیک بودن شبکه اتمی فلز با پیوندی است که بین فلز و هیدروژن شکل گرفته است.
با وجود بیشتر بودن انرژی به خاطر واحد حجم فشار. سرعت ذخیره سازی هیدروژن در حالت جامد نسبت به حالات دیگر کمتر است و بدلیل فشار پایین ذخیره سازی و سرعت کمتر سیستم الکترولیز به دلیل فشار پایین با روش ذخیره سازی گاز هیدروژن جامد به خوبی پاسخ می دهد و ایمن ترین روش ذخیره سازی است.
تا اینجا با مبحث هیدروژن جامد به چه شکلی ذخیره می شود آشنا شدید و پیشنهاد می کنیم تا انتهای پست خرید گاز هیدروژن با ما همراه باشید.
روش های جدید تولید گاز هیدروژن کدام است؟
امروزه برای تولید گاز هیدروژن از سه روش به شکل گسترده تری استفاده می شود، یکی از این روش ها که برای افزایش بازده تولید گاز هیدروژن نیز کاربرد دارد، استفاده از گرافیت به عنوان الکترود می باشد. به این دلیل که گرافیت الکترود خوبی است،
و همچنین از نظر الکتریکی نیز ماده ای خنثی است، و طی واکنش های برقکافت برای تولید گاز هیدروژن حل نمی شود، اما برای بازدهی بیشتر می توان از نمک نیز استفاده کرد.
جهت انجام و تولید هیدروژن با گرافیک به آب، نمک، مداد، مقوا، گیره کاغذ و باتری نیاز است، و روش کار آن به این شکل است، که ابتدا باید دو سر مداد ها تراشیده شود، به حدی که گرافیت درون آن مشخص شود. کاربرد مقوا در این روش به جهت صاف نگه داشتن مداد ها در آب استفاده است.
آب را باید ابتدا با نمک مخلوط کرده و مداد ها را درون آب نمک قرار داد. به انتهای بالایی مداد ها سیم وصل کرده و سر دیگر آن را به قطب های باتری رساند تا گاز هیدروژن مورد نظر تولید گردد.
امیدواریم تا اینجا با مطالعه مقاله خرید گاز هیدروژن اطلاعات مفیدی کسب کرده باشید.
واکنش سدیم هیدروکسید (سود) با آلومینیوم
دیگر واکنشی که منجر به تولید هیدروژن می گردد واکنش سدیم هیدروکسید (سود) با آلومینیوم یکی از روش های ساده برای تولید گاز هیدروژن در آزمایشگاه است، البته چون این واکنش گرمازاست باید دقت کرد چون قطعا ظرف داغی خواهد داشت.
و آخرین روش تولید گاز هیدروژن که در اینجا به آن اشاره می کنیم، از واکنش هیدروکلریک اسید با فلز روی نیز گاز هیدروژن تولید می شود. حباب هایی که از واکنش این دو ماده پدید می آید حاوی هیدروژن خالص است.
که، البته به خاطر کار با اسید در این روش باید دقت کافی را به عمل آورد، برای خرید گاز هیدروژن به طور مستقل نیز باید تمام نکات یاد شده در سطور پیشین را رعایت کرد.
بدون دیدگاه