Wasserstoffreaktionen
Was Wasserstoff beim Verbrennen freisetzt, hängt von seiner Umgebung und der Art der Verbrennung ab, die er durchläuft. Es gibt im Allgemeinen zwei Möglichkeiten, wie Wasserstoff verbrennen kann: Er kann in der Kernfusion verwendet werden, in starken Reaktionen wie z die Sterne zum Brennen bringen oder mit Hilfe der sauerstoffreichen Atmosphäre auf der Erde verbrennen. Auf der Erde kommt Wasserstoff in vielen verschiedenen Stoffen vor, aber reiner Wasserstoff wirkt auf eine besondere Weise und gibt beim Verbrennen nur bestimmte Partikel ab.
Wasserstoff gilt als das am häufigsten vorkommende chemische Element und ist für einen großen Teil der im Universum vorhandenen Wärme verantwortlich. Bei Kernreaktionen, insbesondere solchen, die die Sonne und andere Sterne antreiben, wird Wasserstoff unter enormen Druck gesetzt, bis er eine große Menge an Wärme und Licht freisetzt; es verwandelt sich dann in andere Elemente. Die Kernreaktion verbraucht das Wasserstoffatom und verschmilzt die übrig gebliebenen Teile mehrerer Wasserstoffatome zu einem Heliumatom. Dieser Prozess ändert sich tatsächlich je nach Größe des Sterns, aber Helium ist immer noch das primäre produzierte Element. In kleineren Mengen werden auch andere Partikel produziert, ähnlich der Asche, die bei der Kernfusion übrig geblieben ist; Diese Teilchen können schließlich zusammenkommen und einen Neutronenstern bilden, nachdem der gesamte Wasserstoff und das Helium verschwunden sind.
Wasserstoff als Kraftstoff
Auf der Erde durchläuft Wasserstoff den nuklearen Reaktionsprozess überhaupt nicht, es sei denn, er wird in eine Atombombe gezwungen. Stattdessen verbrennen die Atome ganz anders, ähnlich wie bei Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, aber in einer reineren Form. Wie die kohlenstoffbasierten Kraftstoffe reagiert reiner Wasserstoff mit der umgebenden Luft, um zu verbrennen und erzeugt eine große Menge Wärme als Energie. Im Gegensatz zu den üblicheren Kraftstoffen hinterlässt reiner Wasserstoff nicht viele zusätzliche oder verunreinigende Partikel.
Die häufigste Substanz, die bei der Wasserstoffverbrennung entsteht, ist Wasser. Die Wasserstoffatome vermischen sich mit den Sauerstoffatomen und bilden die essentielle H20-Formel, was zu einem Licht führt Wasserreste, die als Wasserdampf entweichen oder an Oberflächen in der Nähe des Wasserstoffs kondensieren können verbrannt. Natürlich besteht Luft nur teilweise aus Sauerstoff und es gibt andere Elemente in der Atmosphäre, vor allem Stickstoff. Wenn Wasserstoff verbrennt, verbrennt er auch den Stickstoff und kann verschiedene Stickoxide in die Luft freisetzen.
Wasserstoffverunreinigungen
Stickstoffoxide sind gefährliche Partikel, die dazu beitragen können, sauren Regen zu erzeugen und an anderen zerstörerischen Kreisläufen teilzunehmen. Aber reiner Wasserstoff wird immer noch als sauberer Kraftstoff angepriesen, vor allem weil die Menge an Oxiden, die er erzeugt, im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen minimal ist und das Hauptnebenprodukt von Wasserstoff, Wasser, harmlos ist. Der schwierigste Schritt bei der Erschließung von Wasserstoff als Kraftstoff besteht darin, ihn in Reinform zu finden und die daraus gewonnene Energie effizient zu nutzen. Viele wissenschaftliche Verfahren werden eingesetzt, um reinen Wasserstoff aus den verschiedenen Stoffen zu gewinnen, mit denen er auf der Erde verbunden ist.