هیدروژن فراوان ترین عنصر موجود در جهان، منبع امیدوار کننده سوخت تمیز روی زمین می باشد. طبق آزمایشات ملی هیدروژن بیش از ۹۰ درصد کل اتم ها را تشکیل می دهد که برابر با سه چهارم از جرم موجود در جهان است. هیدروژن برای زندگی بسیار ضروری می باشد و طبق تحقیقات تقریبا در تمام مولکول های موجودات زنده وجود دارد. طبق گفته ها فرآیندهای همجوشی هیدروژن مقادیر عظیمی از انرژی را آزاد می کنند زیرا آن ها اتم های هیدروژن را برای تشکیل هلیوم ترکیب می کنند. توجه داشته باشید که هیدروژن خالص در جو زمین کمیاب است. هیدروژن موجود در جو به سرعت از گرانش زمین فرار می کند. هیدروژن به طور عمده در ترکیب با اکسیژن و آب و همچنین در مواد آلی مانند گیاهان زنده، نفت و زغال سنگ رخ می دهد.
در اوایل 1500s ، کیمیاگر Paracelsus متذکر شد که حبابهایی که هنگام افزودن براده آهن به اسید سولفوریک اضافه می شوند قابل اشتعال هستند. در سال ۱۶۷۱ رابرت بویل همین مشاهدات را انجام داد. هیچ یک از آنها کشف هیدروژن را دنبال نکردند و بنابراین هنری کاوندیش اعتبار خود را بدست آورد. در سال ۱۷۶۶ او حباب ها را جمع کرد و نشان داد که آنها متفاوت از گازهای دیگر هستند. وی بعداً نشان داد که وقتی هیدروژن می سوزد ، آب را بوجود می آورد و بدین ترتیب این عقیده را که یک عنصر آب است ، پایان داد. این گاز توسط آنتوان لاووازیه نام خود را hydro-gen ، به معنای سابق آب گذاشت.
در سال ۱۹۳۱ ، هارولد اوری و همکارانش در دانشگاه کلمبیا در ایالات متحده شکل دوم ، نادرتر هیدروژن را تشخیص دادند. این جرم دو برابر هیدروژن طبیعی دارد و آنها آن را دوتریم نامیدند.
هیدروژن یک مولکول بسیار مهم با وسعت کاربرد بسیار بالا می باشد. در حال حاضر هیدروژن کاربردهای بسیاری فراوانی دارد؛ از جمله:
-
در صنایع شیمیایی
-
پالایشگاه ها
-
متالوژی
-
شیشه
-
الکترونیک
-
به عنوان سوخت در کاربردهای فضایی
-
مصارف صنعتی بسیار گوناگون و متفاوت
هیدروژن در درجه اول به عنوان یک ماده ی واکنش دهنده مورد استفاده قرار می گیرد.
برخی هیدروژن را سوخت تمیز آینده می دانند – تولید شده از آب و هنگام اکسید شدن به آب برمی گردد. پیل های سوختی مجهز به هیدروژن به طور فزاینده ای به عنوان منابع انرژی “عاری از آلودگی” دیده می شوند و اکنون در برخی از اتوبوس ها و اتومبیل ها مورد استفاده قرار می گیرند.
هیدروژن همچنین کاربردهای زیادی دارد. در صنایع شیمیایی از آن برای ساختن آمونیاک برای کودهای کشاورزی (فرآیند هابر) و سیکلوهگزان و متانول استفاده می شود که واسطه های تولید پلاستیک و داروسازی هستند. همچنین در فرآیند تصفیه روغن برای حذف گوگرد از سوخت استفاده می شود. مقادیر زیادی هیدروژن برای هیدروژناسیون روغنها برای تشکیل چربیها استفاده می شود ، به عنوان مثال برای ساخت مارگارین.
در صنعت شیشه از هیدروژن به عنوان جو محافظ برای ساخت ورقهای تخت شیشه استفاده می شود. در صنعت الکترونیک از آن به عنوان گاز شستشو در هنگام تولید تراشه های سیلیکون استفاده می شود.
تراکم کم هیدروژن ، آن را به عنوان گزینه ای طبیعی برای اولین کاربرد عملی خود – پر کردن بالن و کشتی های هوایی – در آورده است. با این حال ، با اکسیژن (برای تشکیل آب) واکنش شدیدی نشان می دهد و با آتش گرفتن کشتی هوایی هنددنبورگ آینده آن در پر کردن کشتی های هوایی پایان یافت.
هیدروژن یک عنصر اساسی برای زندگی است. این ماده در آب و تقریباً در تمام مولکول های موجودات زنده وجود دارد. با این حال ، هیدروژن به خودی خود نقش فعال خاصی ندارد. این ماده به اتم های کربن و اکسیژن پیوند می خورد ، در حالی که شیمی زندگی در مکان های فعال تر ، شامل اکسیژن ، نیتروژن و فسفر انجام می شود.
هیدروژن به راحتی فراوان ترین عنصر در جهان است. در خورشید و بیشتر ستارگان یافت می شود و سیاره مشتری بیشتر از هیدروژن تشکیل شده است. روی زمین ، هیدروژن در بیشترین مقدار به عنوان آب یافت می شود. این ماده فقط به میزان کمی در اتمسفر به عنوان گاز وجود دارد – کمتر از ۱ قسمت در میلیون حجم. هر هیدروژنی که وارد جو شود به سرعت از گرانش زمین به فضای خارج می رود. بیشتر هیدروژن از طریق گرم کردن گاز طبیعی با بخار تولید می شود تا syngas (مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن) ایجاد شود. سینگاس جدا شده و هیدروژن می دهد. هیدروژن همچنین می تواند با الکترولیز آب تولید شود.
