Значение водорода для жизни человека и природы в целом

Для понимания значения водорода и куда он может пойти, важно знать, откуда этот газ пришел.

Чтобы понять, как возник водород, необходимо принять во внимание происхождение Вселенной, в то время как многие элементы имеют одно и то же происхождение.

С развитием технологий и развитием новых методов интерпретации и расширения знаний формируется более полная картина первичных событий современных теорий о Вселенной. Ученые доказали что значение водорода ключевое так как эта молекула является самой распространенной во всей Вселенной.

Во время формирования космоса и элементов, состоящих из уплотненной массы нуклонов около 16 x 10⁹ лет назад точное позиционирование Земли позволило максимально создать оксид водорода — воду в жидком состоянии, которую люди считают растворителем жизни.

Растворитель жизни — вода состоит из двух атомов водорода и кислорода H₂O.

Наиболее распространенным веществом на планете Земля является именно вода, которая составляет 72%.

Поэтому значение водорода имеет самую важную роль для человека в связи с его присутствием в физических и химических процессах, позволяющих существовать жизни.

Обилие водорода во Вселенной и конкретно на планете Земля в виде уникальных свойств воды и других соединений ставит это вещество ключевым благодаря неисчерпаемости, чистоте, удобству и независимости.

Производство чистого водорода в современном мире

Большая часть, порядка 2/3 потребляемой в мире энергии, производится из природного газа и нефти. Сжигание таких углеводородов для отопления и транспортировки способствует половине выбросов парниковых газов. Эти углеводороды обычно используются, хранятся и транспортируются в жидком или газообразном состоянии.

Чистый водород практически не присутствует в природе и может быть создан из нескольких возобновляемых и невозобновляемых материалов. Сегодня существует два основных способа создания этого чистого газа: электролиз и реформация углеводородов.

Понимание физических и химических свойств и значение водорода играет важную роль. Физические характеристики водорода изучены и доступны теперь во многих местах, включая энциклопедию химической технологии.

Некоторое из промышленных значений водорода заключается в применении в различных отраслях:

• В пищевой промышленности для увеличения насыщенности жиров и масел.
• В металлургии повышает температуру плавления и стойкость к окислению.
• В электронике используется как разбавитель в эпитаксиальном кристаллическом составе.
• В атомной промышленности используется в качестве кислородного мусорщика.

Водородная технология

Существует несколько методов сбора или получения водорода, в том числе с помощью молекул из углеводородов.

Существует два основных процесса водородной технологии: окислительные и неокислительные процессы.

Окислительная обработка происходит в присутствии окислителей, таких как пар, кислород, CO₂. Это происходит при высокой температуре более 1700 градусов по Цельсию. Универсальное уравнение описывает химическое уравнение, представляющее процесс окисления углеводорода в водород.

Окислительные процессы не происходят при расщеплении связей C-H в ответ на такие энергозатраты, как тепло, плазма, излучение, электролиз воды и другие.

Производство водорода из легких углеводородов, требует наименьшее количество энергии, чем электролиз воды, который является наиболее энергоемким.

Транспортировка и хранение

Транспортировка и хранение водорода является одной из основных проблем водородной экономики.

Значение водорода, пытающегося попасть на рынок энергоресурсов, все еще очень сомнительное из-за важных критериев по стоимости и производительности. Однако цена и характеристики водородного топлива улучшаются, и этот энергоресурс будет иметь шанс.

Говоря об энергии водорода, необходимо улучшить несколько целевых показателей, а именно:

• водородную емкость;
• снизить стоимость;
• увеличить долговечность;
• изменить скорость получения;
• улучшить качество топлива;
• экологичность, безопасность и здоровье.

Люди знают, что сейчас существует технология, которая может совместно решать проблемы по транспортировке и хранению водорода. Однако, главные прорывы были достигнуты, что решает важную веху в этом отношении.

Когда дело доходит до бортового хранения (машина, самолет…), задачей должно быть повышение эффективности транспортного средства и способность хранить большое количество этого газа.

Из физико-химических свойств молекулы Н₂ известно, что она занимает большой объем.

Новая концепция по значению водорода должна учитывать резервуар для хранения, интерфейсы с инфраструктурой наполнения, функцию безопасности, необходимую изоляцию или экранирование, температуру, контроль влажности, регуляторы, электронный контроллер, датчики, компрессоры, насосы, фильтры и т. д.. Температура играет ведущую роль при бортовой системе хранения Н₂, которая колеблется от -40 до +60 градусов, добавляя к приемлемой температуру поставки. При использовании водородного топлива с температурами в диапазоне до -40 градусов или более +60 градусов это может привести к снижению производительности и деградационным потерям. Эти ограничивающие аспекты снижают значение водорода в качестве топлива, ограничивая свободу потребителей и увеличивая зависимость от погодных условий. Должен быть новый материал для хранения, легкий, способный удерживать высокое давление и объем, способный контролировать тепло и экономичный.

В случае транспортных трубопроводов этот газ выигрывает конкуренцию как наиболее эффективный вид благодаря своим экономическим аспектам. Однако диффузионные потери при транспортировке сильно влияют на продукт и остаются технической проблемой. Прогресс в развитии этой технологии передачи является важным продвижением к водородной экономике.

Получение из углеводородов

Получение водорода из угля и воды является наиболее часто используемым способом, учитывая тот факт, что электролиз является очень дорогостоящим методом получения этого чистого материала. Обилие угля в мире обеспечивает необходимую энергию для разделения воды на кислород и водород по экономически эффективной цене. Производство водорода — это хорошо зарекомендовавшая себя технология, при которой O₂ или пар пропускается через уголь для получения смеси H₂, CO и CO₂, из которой отделяется H₂.

С помощью ядерной энергии

Ядерная энергия при производстве водорода может быть использована при нескольких процессах: ядерного парового риформинга природного газа, электролиза воды с использованием ядерной энергии, использования теплоты и большой электроэнергии из ядерного реактора.

С помощью ветровой энергии

Использование ветровых технологий для производства водорода с помощью электролиза в настоящее время является заманчивой идеей, поскольку является возобновляемым ресурсом и не загрязняет окружающую среду. Этот тип технологии проходит стадию разработки и исследования, где сравниваются и улучшаются эффективность и экономические аспекты производства. Это исследование на данный момент относится только к мелкомасштабному производству. Применение такой технологии еще не достигло коммерческого уровня.

Новое чистое топливо

Постоянные и непрерывные усилия предпринимаются учеными на пути поиска нового чистого топлива.

Много сделано открытий и разработок в области производства, транспортировки и хранения этого чистого газа.

Значение водорода также в том, что он может предоставить человечеству необходимую энергию для выживания и прогресса в гармонии с природой. Эти усилия будут по-прежнему предприниматься на универсальном пути обеспечения устойчивости в интересах нынешнего и будущих поколений.

Водород был предложен в качестве топлива, которое несет в себе эти качества, чтобы противостоять двум самым большим экологическим опасностям, с которыми сталкивается человечество, а именно изменению климата и загрязнению воздуха.

Поэтому, несмотря на нынешние проблемы, с которыми сталкивается водородная технология, этот газ доказал, что он может стать катализатором сдвига наших нынешних экологических, социальных и экономических реалий в неисследованное устойчивое и более справедливое будущее сосуществования человека с природой.