Υδρογόνο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 78:
</div>
 
Υπάρχουν [[έκρηξη|εκρηκτικά]] μίγματα του υδρογόνου επίσης με τον αέρα και το [[χλώριο]] σε εύρος συγκεντρώσεων 4-74% και 5–95% κατ' όγκο, αντίστοιχα. Τα μίγματα μπορούν να αναφλεγούν με σπινθήρα, με θέρμανση ή με ηλιακό φως. Η θερμοκρασία αυτοανάφλεξης του υδρογόνου στον αέρα είναι 500°C<ref> Patnaik, P (2007). A comprehensive guide to the hazardous properties of chemical substances. Wiley-Interscience. p. 402. ISBN 0-471-71458-5.</ref>. Οι φλόγες καθαρού υδρογόνου και καθαρού οξυγόνου εκλύουν [[υπεριώδης ακτινοβολία|υπεριώδες φως]], οπότε με μίγμα πλούσιο σε οξυγόνο είναι σχεδόν αόρατες με γυμνό μάτι, όπως φαίνεται καθαρά από το θαμπό νέφος της εξάτμισης των κύριων κινητήρων ενός [[διαστημικό λεωφορείο|διαστημικού λεωφορίου]], ιδιαίτερα σε σύγκριση με το πολύ ορατό αντίστοιχο νέφος των διπλανών προωθητήρων στερεών καυσίμων. Η ανίχνευση τυχόν διαρροής υδρογόνου μπορεί να απαιτεί τη χρήση [[ανιχνευτής φλόγας|ανιχνευτή φλόγας]]. Τέτοιες διαρροές μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνες. Ένα διάσημο παράδειγμα ήταν η καταστροφή του [[αερόπλοιο Χίντενμπουργκ|αεροπλοίου Χίντενμπουργκ]], στο οποίο οι φλόγες έγινες ορατές μόνο αφού αναφλέχθηκαν και άλλα καύσιμα υλικά, από το κέλυφος του σκάφους, που έδιναν ορατή φλόγα<ref>Hindenburg Hydrogen Fire, http://spot.colorado.edu/~dziadeck/zf/LZ129fire.htm, year 2005, accessdate: 2007-01-16
</ref> Οι φλόγες υδρογόνου υπό άλλες συνθήκες είναι γαλάζιες, θυμίζοντας τις φλόγες [[φυσικό αέριο|φυσικού αερίου]]<ref>hydrogen flame visibility</ref>.
 
Γραμμή 189:
Ωστόσο άλλες χρήσεις του υδρογόνου συνέχισαν να εφευρίσκονται και να χρησιμοποιούνται, όπως η πρώτη ψυχόμενη με υδρογόνο στροβιλογεννήτρια το [[1937]] στο [[Ντέυτον]] του [[Οχάιο]], από την Dayton Power & Light Co<ref>A chronological history of electrical development from 600 B.C". Archive.org. Retrieved 2009-04-06.</ref>, που λόγω της θερμικής αγωγιμότητας του αερίου υδρογόνου είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος στον τομέα ακόμη και στις μέρες μας ([[2009]]).
 
Το [[1977]] εφευρέθηκε η πρώτη [[μπαταρία]] [[νικέλιο|νικελίου]] - υδρογόνου και χρησιμοποιήθηκε από τον [[τεχνητός δορυφόρος|τεχνητό δορυφόρο]] NTS-2<ref>"NTS-2 Nickel-Hydrogen Battery Performance 31". Aiaa.org. Retrieved 2009-04-06.</ref>. Ακολούθησαν σε χρήση της μπαταρίας αυτής στους δορυφόρους ή [[διαστημόπλοιο|διαστημόπλοια]] ISS<ref> Jannette, A.G.; Hojnicki, J.S.; McKissock, D.B.; Fincannon, J.; Kerslake, T.W.; Rodriguez, C.D. (2004 (2002)). "Validation of international space station electrical performance model via on-orbit telemetry". IECEC '02. 2002 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2002. pp. 45–50. doi:10.1109/IECEC.2002.1391972. ISBN 0-7803-7296-4. Retrieved 2011-11-11.</ref>, Mars Odyssey<ref> Anderson, P.M.; Coyne, J.W. (2002). "A lightweight, high reliability, single battery power system for interplanetary spacecraft". A lightweight high reliability single battery power system for interplanetary spacecraft 5. pp. 5–2433. doi:10.1109/AERO.2002.1035418. ISBN 0-7803-7231-X.</ref>, Mars Global Surveyor<ref>"Mars Global Surveyor". Astronautix.com. Retrieved 2009-04-06.</ref> και το [[διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ]], στο οποίο τελικά αντικαταστάθηκαν το Μάιο του [[2009]]<ref>Hubble servicing mission 4 essentials</ref>, πάνω από [[19 (αριθμός)|19]] χρόνια μετά την εκτόξευσή του και [[13 (αριθμός)|13]] χρόνια μετά το τέλος της διάρκειας της προσχεδιασμένης ζωής των μπαταριών αυτών<ref> Extending Hubble's mission life with new batteries</ref>.
 
=== Ο ρόλος του υδρογόνου στην ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας ===
Γραμμή 348:
Το ίδιο το υδρογόνο δεν είναι μια ενεργειακή πηγή<ref name="sustain"> McCarthy, John (1995-12-31). "Hydrogen". Stanford University. Retrieved 2008-03-14.</ref>, εκτός από το υποθετική προοπτική της κατασκευής οικονομικά βιώσιμων μονάδων πυρηνικής σύντηξης που να χρησιμοποιούν δευτέριο ή τρίτιο, αλλά η απαιτούμενη τεχνολογία είναι προς το παρόν μακριά από την ανάπτυξη<ref>"Nuclear Fusion Power". World Nuclear Association. May 2007. Retrieved 2008-03-16.</ref>. Η ηλιακή ενέργεια προέρχεται από την πυρηνική σύντηξη υδρογόνου, αλλά αυτή η διεργασία είναι δύσκολο να επιτευχθεί ελεγχόμενη στη Γη<ref>"Chapter 13: Nuclear Energy — Fission and Fusion". Energy Story. California Energy Commission. 2006. Retrieved 2008-03-14.</ref>. Προς το παρόν, το στοιχειακό υδρογόνο από ηλιακή, βιολογική ή ηλεκτρική πηγή απαιτεί περισσότερη ενέργεια από αυτή που εκλύει με την καύση του, οπότε κάτω από αυτές τις συνθήκες το υδρογόνο λειτουργεί ως ένας φορέας ενέργειας, δηλαδή σαν ένας συσσωρευτής. Το υδρογόνο μπορεί να ληφθεί από πηγές ορυκτών καυσίμων (όπως το φυσικό αέριο), αλλά αυτές οι πηγές είναι μη ανανεώσιμες<ref name="sustain" />.
 
Η ενεργειακή πυκνότητα ανά μονάδα όγκου, τόσο του υγρού υδρογόνου όσο και του συμπιεσμένου υδρογόνου κάτω από κάθε παρακτική πίεση είναι σημαντικά μικρότερη από αυτήν των παραδοσιακών καυσίμων, παρόλο που η ενεργειακή πυκνότητά του ανά μονάδα βάρους είναι υψηλότερη<ref name="sustain" />. Σε κάθε περίπτωση, το στοιχειακό υδρογόνο έχει ευρύτατα συζητηθεί στον ενεργειακό τομέα, ως ένας πιθανός μελλοντικός φορέας ενέργειας σε κλίμακα παγκόσμιας οικονομίας<ref>DOE Seeks Applicants for Solicitation on the Employment Effects of a Transition to a Hydrogen Economy". Hydrogen Program (Press release). US Department of Energy. 2006-03-22. Retrieved 2008-03-16.</ref>. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να παγιδευτεί, με δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα, και να επιδράσει σε νερό και να μετατραπεί σε συνθετικά ορυκτά καύσιμα<ref name="GATech">Carbon Capture Strategy Could Lead to Emission-Free Cars" (Press release). Georgia Tech. 2008-02-11. Retrieved 2008-03-16.</ref>. Το υδρογόνο που χρησιμοποιήθηκε για τη μεταφορά μπορεί να καεί σχετικά καθαρά, με κάποια έκλυση [[οξείδια του αζώτου|οξειδίων του αζώτου]]<ref> Heffel, James W. (2002). "NOx emission and performance data for a hydrogen fueled internal combustion engine at 1500 rpm using exhaust gas recirculation". International Journal of Hydrogen Energy 28 (8): 901–908. doi:10.1016/S0360-3199(02)00157-X.</ref>, αλλά χωρίς καθόλου ανθρακούχες εκπομπές<ref name="GATech" />. Ωστόσο, το κόστος εγκαταστάσεων που είναι σχετικά με μετάβαση σε μια πλήρη παγκόσμια οικονομία υδρογόνου μπορεί να είναι ουσιώδης ανασταλτικός παράγοντας<ref> Romm, Joseph J. (2004). The Hype About Hydrogen: Fact And Fiction In The Race To Save The Climate (1st ed.). Island Press. ISBN 1-55963-703-X.</ref>.
 
=== Το υδρογόνο και η βιομηχανία ημιαγωγών ===
Γραμμή 358:
{{κύριο|Βιοϋδρογόνο|Βιολογική παραγωγή υδρογόνου από άλγη}}
 
To υδρογόνο είναι ένα προϊόν από κάποιους τύπους αναερόβιου [[μεταβολισμός|μεταβολισμού]] και παράγεται από αρκετούς μικροοργανισμούς, συνήθως μέσω αντιδράσεων που [[κατάλυση|καταλύονται]] από [[ένζυμα]] που περιέχουν [[σίδηρος|σίδηρο]] ή [[νικέλιο]] και ονομάζονται [[υδρογενάσες]]. Τέτοια ένζυμα καταλύουν την αναστρέψιμη [[οξειδοαναγωγή|οξειδοαναγωγική]] αντίδραση ανάμεσα στο μοριακό υδρογόνο και τα συστατικά του, δηλαδή [[2 (αριθμός)|δύο (2)]] [[πρωτόνιο|πρωτόνια]] και δύο (2) [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]]. Η παραγωγή αέριου υδρογόνου συμβαίνει κατά τη μεταφορά σε νερό των αναγώμενων ισοδυνάμων που παράγονται κατά τη διάρκεια [[πυροσταφυλική ζύμωση|πυροσταφυλικής ζύμωσης]]<ref> Cammack, Richard; Robson, R. L. (2001). Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature. Taylor & Francis Ltd. pp. 202–203. ISBN 0-415-24242-8.</ref>.
 
Κατά τη [[διάσπαση του νερού]], τα μόρια νερού αποσυνθέτονται στα συστατικά τους: δύο (2) πρωτόνια, δύο (2) ηλεκτρόνια και ένα άτομο οξυγόνου. Η διεργασία συμβαίνει κατά τη διάρκεια των «φωτεινών αντιδράσεων», σε όλους τους [[φωτοσύνθεση|φωτοσυνθετικούς οργανισμούς]]. Κάποιοι τέτοιοι οργανισμοί, που περιλαμβάνουν το [[άλγη|άλγος]] [[σχετικοσκληρή χλαμυδομονάδα]] (''Chlamydomonas reinhardtii'') και τα [[κυανοβακτήρια]], έχουν αναπτύξει και ένα δεύτερο στάδιο «σκοτεινών αντιδράσεων» στις οποίες κάθε δύο (2) πρωτόνια και δύο (2) ηλεκτρόνια σχηματίζουν ένα μόριο αέριου στοιχειακού υδρογόνου, χρησιμοποιώντας για το σκοπό αυτό ειδικές υδρογενάσες στους [[χλωροπλάστης|χλωροπλάστες]] τους<ref> Kruse, O.; Rupprecht, J.; Bader, K.-P.; Thomas-Hall, S.; Schenk, P. M.; Finazzi, G.; Hankamer, B (2005). "Improved photobiological H2 production in engineered green algal cells". The Journal of Biological Chemistry 280 (40): 34170–7. doi:10.1074/jbc.M503840200. PMID 16100118.</ref>. Έχουν γίνει προσπάθειες να παραχθούν [[γενετική|γενετικά]] κυανοβακτηριακές υδρογονάσες για να συνθέτουν αποτελεσματικά αέριο υδρογόνο ακόμη και παρουσία οξυγόνου<ref>Smith, H. O.; Xu, Q (2005). "IV.E.6 Hydrogen from Water in a Novel Recombinant Oxygen-Tolerant Cyanobacteria System" (PDF). FY2005 Progress Report. United States Department of Energy. Retrieved 2008-02-05.</ref>. Ανάλογες προσπάθειες έχουν γίνει για χρήση γενετικά τροποποιημένων αλγών σε έναν [[βιοααντιδραστήρας|βιοαντιδραστήρα]]<ref> Williams, Chris (2006-02-24). "Pond life: the future of energy". Science (The Register). Retrieved 2008-03-24.</ref>.