El vesinik See on galaktikas üks tähtsamaid ja arvukamaid keemilisi elemente, esindades ligikaudu 84% kogu nähtavast ainest. See on üldiselt tunnustatud perioodilisustabel sümboliga H ja selle aatomnumber on 1, mis teeb sellest kõige lihtsama elemendi. Järgmisena uurime põhjalikult mis on vesinik ja kuidas see mõjutab nii elu kui ka tööstusprotsesse.
Mis on vesinik?
Vesinik on universumi kergeim ja rikkalikum element. Puhtal kujul on see värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas. Vaatamata oma arvukusele kosmoses, vesinik Seda leidub Maal vaevu elementaarsel kujul. Meie planeedil esineb see peamiselt koos teiste elementidega, näiteks vee puhul (H2O), õhus, mida me hingame, või elusorganismides.
Vesinikul on kolm teadaolevat isotoopi: protium, mis moodustab suurema osa looduses olevast vesinikust (>99,98%); deuteerium, mida on palju vähem (0,02%); ja triitium, mida leidub väga väikestes kogustes ja mis tekib peamiselt tuumaprotsesside käigus. Viimane on asjakohane energeetikas rakendatavates tuumauuringutes.
Lisaks sellele, et see on oluline moodustamisel vesi y orgaaniline materjal, vesinikul on energiamõju, mis on ajendanud selle uurimistööd kui tulevikku energia vektor meie ühiskonna jaoks ülioluline.
Milline on vesinikuringe?
Vesinikutsükkel on selle lahutamatu osa veeringe, kus see element on looduses toimuvate füüsiliste muutuste võtmeks. See tsükkel, mida juhib päikeseenergia ja raskusjõud, võimaldab vett ühest olekust teise liikuda, liikudes ookeanide, atmosfääri, pinnase ja elusorganismide vahel.
Siin on veeringluse peamised protsessid, mis hõlmavad vesinikku ja aitavad kaasa Maa vee- ja energiabilansi säilitamisele:
- Aurustamine: Vedel vesi muutub Päikese energia toimel auruks See protsess ei toimu ainult ookeanides, järvedes ja jõgedes, vaid ka taimede transpiratsioonis ja loomade higistamises.
- Kondensatsioon: Veeaur jahtub tõustes ja moodustab väikesed nähtavad tilgad pilvedena. See protsess on oluline sademete tekkeks.
- Sademed: tekib siis, kui pilvedes olevad veepiisad jahtuvad ja ühinevad, suurendades nende suurust, kuni langevad vihma või lumena.
- Infiltratsioon: Maa peal tungib vesi pinnasesse ja täiendab maa-aluseid põhjaveekihte.
- Äravool: Kui vesi voolab üle maapinna, laskub see jõgedesse ja meredesse, sulgedes tsükli ja alustades uuesti.
See tsükkel on planeedi veevarustuse ja liikumise võtmeks, tagades selliste eluallikate olemasolu nagu taimed, animales y inimene.
Kuidas see meie kehasse satub?
Vesinik on meie sisemise tervise jaoks hädavajalik komponent. Kuigi gaasilises olekus vesinikku on Maal vähe, tarbime seda peamiselt vesiniku kujul vesi (H2O). Meie keha koosneb ligikaudu 70% vett, muutes selle oluliseks toitaineks.
Vesinik mängib olulist rolli olulistes füsioloogilistes funktsioonides, nagu pH tasakaal ja elektrolüütide reguleerimine. See tasakaal on ülioluline oluliste rakuliste protsesside jaoks, nagu rakuhingamineon toitumineon jäätmete kõrvaldamine ja rakkude paljunemine. Samuti võib vesiniku puudus häirida keha happe-aluse tasakaalu, põhjustades haigusi.
Vesinikku saame omastada joogiveega või tarbida veerikkaid toite, nagu tsitrusviljad (sidrunid, apelsinid) ja muud köögiviljad.
Kuidas see taimedeni jõuab?
Vesinik on vajalik ka taimede kasvuks. Taimed saavad selle elemendi läbi vett, mida nad oma juurte kaudu imavad, mis on protsessi oluline komponent fotosüntees.
Fotosüntees on keemiline protsess, mille käigus taimed muudavad päikesevalguse abil süsihappegaasi ja vee glükoos ja hapnik. Veest saadav vesinik mängib üliolulist rolli, tagades, et taimed saavad kasvamiseks ja toidu tootmiseks vajalikku energiat.
Milleks vesinikku kasutatakse?
El vesinik Sellel on mitu rakendust, alates selle tööstuslikust kasutamisest kuni selle esilekerkiva rollini energia vektor puhaste tehnoloogiate valdkonnas. Tänu oma väga tuleohtlikele omadustele ja võimele toota suures koguses energiat on seda traditsiooniliselt kasutatud mootorite tõukejõuna. raketid. NASA kasutab seda oma rakettides koos hapnikuga kosmosesse lendumiseks vajaliku plahvatusliku energia genereerimiseks.
Tööstuslikul tasandil kasutatakse vesinikku paljudes protsessides, näiteks:
- Ammoniaagi tootmine (NH3), ühendades vesiniku ja lämmastiku, mis on põllumajandusväetiste põhiühend.
- Fossiilkütuste rafineerimine, eriti väävli eemaldamisel ning puhtama bensiini ja diislikütuse tootmisel.
- Õlide hüdrogeenimine, mis muudab vedelad taimeõlid toiduks kasutamiseks mõeldud tahketeks rasvadeks.
- Keemiatoodete tootmine nagu vesinikkloriidhape, hapnikuga rikastatud vesi y aniliin.
Vesinik mängib samuti olulist rolli üleminek puhtale energiale. Praegu on see taastuvenergia salvestamise peamine ressurss. Elektrolüüsiprotsessi kaudu saab vesinik energiat salvestada toodetud sellistest allikatest nagu tuul ja päike hilisemaks kasutamiseks, muutes selle oluliseks liitlaseks võitluses kliimamuutuste vastu.
Kuidas seda saadakse?
Vesinikku saab saada erinevatel meetoditel, millest kõige levinum on vee elektrolüüs. Selles protsessis kasutatakse elektrit vee eraldamiseks hapnikuks ja vesinikuks. Lisaks on metaani reformimine See on veel üks kõikehõlmav meetod, kuigi see eraldab suures koguses süsinikdioksiidi (CO2).
Nõudluse kasvuga puhta energia järele nimetatakse elektrolüüsi teel toodetud ja taastuvenergial töötavat vesinikku roheline vesinik ja seda peetakse jätkusuutliku tuleviku jaoks paljulubavaks lahenduseks.
Vesinikuohud
Vaatamata selle kasutamise vaieldamatutele eelistele, vesinik on väga tuleohtlik, mis muudab selle õige käsitsemise korral ohtlikuks elemendiks. Nende ladustamine ja transportimine peab toimuma kontrollitud tingimustes, et vältida õnnetusi.
Lisaks võib see teatud kontsentratsioonides õhuga segamisel põhjustada plahvatused. Suures koguses sissehingamisel võib see hapnikku õhust välja tõrjuda, tekitades hüpoksia, seisund, mis võib tõsiselt mõjutada hingamisprobleemidega inimesi.
Sel põhjusel on selle kasutamine ülioluline spetsiaalsed gaasidetektorid mis hoiatavad ohtliku vesiniku kontsentratsiooni eest keskkonnas.
Vesinik on jätkuvalt selge panus tulevikule. Uute tehnoloogiate väljatöötamisel, millega kaasnevad ranged ohutusmeetmed, eeldatakse, et vesinik mängib kriitilist rolli puhtama ja tõhusama ülemaailmse energiasüsteemi loomisel.