Hidrojen Evrende en bol bulunan elementtir ve aynı zamanda Dünya’da gelecek vaat eden bir “temiz” yakıt kaynağıdır.
İsmini Yunanca “su” anlamına gelen hidro ve “biçimler” anlamına gelen genlerden alan hidrojen, tüm atomların yüzde 90’ından fazlasını oluşturur. Bu da evrenin kütlesinin dörtte üçüne denk gelir. Hidrojen yaşam için gereklidir ve canlılardaki hemen hemen tüm moleküllerde bulunur. Element ayrıca yıldızlarda bulunur ve evrene proton-proton reaksiyonu ve karbon-azot döngüsü yoluyla güç sağlar.
saf hidrojen gazı Dünya atmosferinde azdır ve atmosfere fiilen giren herhangi bir hidrojen hızla Dünya’nın yerçekiminden kaçar. Gezegenimizde hidrojen esas olarak oksijen ve su ile kombinasyon halinde bulunur, ancak aynı zamanda canlı bitkiler, petrol ve kömür gibi organik maddelerde de bulunur.
Hidrojenin Doğası
- Atom numarası (çekirdekteki proton sayısı): 1
- Atom sembolü (elementlerin periyodik tablosunda): H
- Atom ağırlığı (atomun ortalama kütlesi): 1.00794
- Yoğunluk: santimetreküp başına 0.00008988 gram
- Oda sıcaklığında faz: gaz
- Erime Noktası: eksi 434.7 derece Fahrenheit (eksi 259.34 santigrat derece)
- Kaynama Noktası: eksi 423,2 F (eksi 252,87 C)
- İzotop sayısı (farklı sayıda nötron içeren aynı elementin atomları): 2 kararlı izotop dahil 3 yaygın izotop
- En bol izotop: 1 H, doğal bolluk yüzde 99,9885
Hidrojenin keşfi
Robert Boyle, 1671’de demir ve asitlerle deneyler yaparken hidrojen gazı üretti, ancak Henry Cavendish’in onu ayrı bir element olarak tanıması 1766 kadar sürdü. Element, Fransız kimyager Antoine Lavoisier tarafından hidrojen olarak adlandırıldı.
Hidrojen atomlarının çekirdeklerinde sadece bir proton vardır. Kütle numaraları 1, 2 ve 3 olan bilinen üç izotopu vardır. 1931’de hidrojenin ender rastlanan, atom çekirdeklerinde bir protonun yanı sıra bir de nötron bulunan bir izotopu keşfedildi. Bilim insanları sıradan hidrojenin yaklaşık iki katı ağırlıkta olduğu için “ağır hidrojen” diye bilinen bu izotopa döteryum adını verdiler. Döteryumda bir tane, trityumda ise iki nötron var. Döteryum ve trityum nükleer füzyon reaktörlerinde yakıt olarak kullanılıyor.
Hidrojen diğer elementlerle birleşerek su ( H20 ) , amonyak ( NH3 ), metan (CH4 ) , sofra şekeri (C12H22011 ) , hidrojen peroksit ( H.202 ) ve hidroklorik asit ( HCl )
Hidrojen genellikle doğal gazın buharla ısıtılmasıyla üretilir ve daha sonra hidrojen üretmek için ayrılan sentez gazı adı verilen hidrojen ve karbon monoksit karışımı oluşturur.
Hidrojen Nerelerde Kullanılır ?
Hidrojen, azot ile dönüştürüldüğü Haber süreci adı verilen bir işlemde gübre için amonyak yapmak için kullanılır. Element ayrıca yer fıstığı yağı gibi katı ve sıvı yağlara hidrojenasyon adı verilen bir işlemle eklenir. Hidrojen kullanımının diğer örnekleri arasında roket yakıtı, kaynak, hidroklorik asit üretimi, metal cevherlerini azaltma ve balonları doldurma yer alıyor. Araştırmacılar, arabalar ve diğer araçlar için yakıt olarak kullanılabilecek kirlilik içermeyen bir enerji kaynağı olarak hidrojen gazı kullanılarak önemli miktarda elektrik enerjisi elde edilmesini sağlayacak hidrojen yakıt hücresi teknolojisini geliştirmek için çalışıyorlar.
Hidrojen aynı zamanda cam endüstrisinde düz cam plakalar yapmak için koruyucu bir atmosfer olarak kullanılırken, elektronik endüstrisinde silikon çiplerin imalatında bir temizleme gazı olarak kullanılır.
Hidrojenin Gerçekleri ;
- Hidrojen, Jüpiter’in ve diğer gaz devi gezegenlerin ana bileşenidir.
- İlk gaz balonu uçuşu 1783’te Paris’te başlatıldı ve Ulusal Balon Müzesi’ne göre balonda kullanılan gaz hidrojendi. Royal Society’ye göre, Zeplin gemilerini doldurmak için kullanılması Hindenburg alev aldığında sona erdi.
- NASA, mürettebatı uzaya götürmek için hidrojeni roket yakıtı olarak kullanıyor.
- Sıvı hidrojen aşırı derecede soğuktur ve cilt ile temas ettiğinde ciddi donmalara neden olabilir.
- “Kimyanın İlkeleri”ne göre hidrojen havadan yaklaşık 14 kat daha hafiftir.
- Encyclopedia Britannica’ya göre, hidrojene adını veren Fransız kimyager Lavoisier, Fransız Devrimi’nden önce finansçı ve kamu yöneticisi olarak görev yaptı ve Devrim sırasında idam edildi.
- Amerika Birleşik Devletleri’nde her yıl yaklaşık 3 milyar fit küp hidrojen üretiliyor.
- Hidrojen, tüm gazların en düşük yoğunluğuna sahiptir.
- Hidrojen, üç ortak izotopuna (protium, döteryum ve trityum) farklı adlar verilen tek elementtir.
Hidrojen Üretim Çalışmaları
Araştırmacılar kirlilik içermeyen bir yakıt olma potansiyeli nedeniyle yıllardır büyük bir ilgiyle hidrojen üzerinde çalışıyorlar. Hidrojen, içinde karbon olmayan bir enerji taşıyıcısıdır, bu nedenle onu yaktığınızda yalnızca su üretirsiniz, bu da onu temiz, sıfır emisyonlu bir yakıt yapar. Ancak hidrojen yakıtıyla ilgili büyük bir sorun var: gazdan daha pahalı. Ecomento.com‘un bildirdiğine göre, sıkıştırılmış hidrojen deposunun başlangıçta yaklaşık 50 dolara mal olacağını açıkladı.
Hidrojen yakıtıyla ilgili bir başka sorun da, hidrojen üretim sürecinin aslında o kadar “temiz” veya kirlilikten arınmış olmamasıdır. Bu nedenle araştırmacılar , süreçteki CO2 emisyonlarını ideal olarak ortadan kaldıracak hidrojen üretmenin alternatif ve daha çevre dostu yollarını aramaya başladılar.