Hydrogène

L'hydrogène (H2) est un élément chimique qui, malgré sa simplicité de composition, est l'un des plus importants dans la vie.

On estime que 90 % des atomes de l'univers sont de l'hydrogène et cet élément représente 75 % de la matière de l'univers.

L'hydrogène se trouve en abondance sur notre planète Terre en combinaison avec d'autres éléments, tels que l'oxygène (O2) et le carbone (C2), cependant, pour l'obtenir individuellement, un processus chimique est nécessaire pour le séparer correctement.

Malgré sa présence abondante sur Terre, l'hydrogène est un élément impur, puisque sa caractéristique lumineuse le fait remonter jusqu'aux couches les plus élevées de l'atmosphère.

Pour obtenir de l'hydrogène, une série de procédures peut être utilisée en utilisant différentes sources d'énergie et en fonction du type de matière première à partir de laquelle il est destiné à être obtenu.

Dans ce cas, les procédés mis en œuvre pour obtenir de l'hydrogène peuvent être 100 % fossiles ou renouvelables ou une combinaison des deux dans certains pourcentages.

Propriétés de l'hydrogène

L'hydrogène est le premier élément chimique du tableau périodique et le plus simple dans sa composition, puisqu'il est composé d'un proton et d'un électron.

De plus, l'atome d'hydrogèneest constitué d'un noyau chargé positivement et a un poids atomique de 1,00797.

Il existe 3 isotopes de l'hydrogène : le premier appelé protium, se trouve dans 99,98 % de la nature. Ensuite, le deutérium, a une présence de 0,02 % dans la nature et enfin le tritium avec une présence naturelle minimale, qui est produit artificiellement par des expériences nucléaires. .

On pense que l'hydrogène a été le premier élément chimique à apparaître après le big bang, se condensant en nuages ​​​​de gaz qui finiraient par donner naissance aux premières étoiles et galaxies .< /p>

Populairement connu dans le monde des scientifiques comme le carburant des étoiles, l'hydrogène est la raison pour laquelle les étoiles brillent lorsqu'elles passent de leur élément gazeux à solide (glace).

Son rôle dans l'univers est si important qu'il a été prouvé que le soleil consomme environ 600 millions de tonnes d'hydrogène par seconde, et grâce à ce processus, l'énergie est transformée en lumière et de la chaleur pour tous.

Pour notre existence même, l'hydrogène est essentiel, puisque le corps humain est composé de 60 % d'eau (H2O), étant vital pour le fonctionnement optimal de notre corps et de la stabilité de la structure moléculaire de l'ADN.

Parmi les caractéristiques physiques de cet élément chimique, il ressort qu'il est incolore, inodore et insipide, léger, non métallique, gazeux, non toxique et hautement inflammable.

Histoire et découverte de l'hydrogène

Le premier scientifique à décrire l'hydrogène sous sa forme gazeuse était T. Von Hohenheim. Cela s'est produit vers l'an 1500, lors d'une expérience dans laquelle il a combiné des métaux avec des acides forts.

Dans cette expérience, des bulles inflammables ont été libérées et on ignorait à l'époque qu'il s'agissait d'un nouvel élément chimique.

En 1671, Robert Boyle, dans une de ses expériences impliquant de la limaille de fer et de l'acide dilué, fut celui qui décrivit la réaction obtenue comme de l'air inflammable. < /p>

Dans ce cas, de l'hydrogène gazeux a été obtenu, cependant, à ce moment-làBoyle n'était pas au courant de cet élément.

23 février 1.765, le physicien et chimiste britannique Henry Cavendish a réussi à isoler l'hydrogène et à identifier ses propriétés, mettant en évidence cet élément comme le plus léger des gaz connus à ce jour et qui, aussi, étant en combustion, généré de l'eau !

Plus tard, Antoine Lavoisier et Laplace en 1783, donneront le nom d'hydrogène à cet élément, en raison de sa capacité à se transformer en eau lorsqu'il est oxydé.

C'est-à-dire que lorsque l'hydrogène brûle, deux atomes d'hydrogène se combinent avec un oxygène dans l'atmosphère et l'eau.

Applications hydrogène

L'application de cet élément est très étendue et dans différents domaines. Par conséquent, nous développerons ici en détail les applications les plus remarquables de l'hydrogène.

En premier lieu, l'hydrogène est produit à partir de sources d'énergie renouvelables, ce qui permet, par exemple, l'alimentation de batteries à haut rendement.

Le progrès que ce moyen de génération d'électricité pour le secteur des transports représente (en termes environnementaux) est immense !

C'est qu'1 kg d'hydrogène peut libérer trois fois l'énergie obtenue dans des carburants tels que l'essence et le gaz naturel, tout cela avec un impact environnemental réduit et une meilleure utilisation des ressources.

En ce qui concerne les piles à combustible à hydrogène, bien qu'elles aient actuellement un coût élevé, leur acceptation et leur succès commercial sur le marché ont été incontestables.

Cela est dû aux grands avantages par rapport à ses concurrents, notamment en ce qui concerne ses performances et son autonomie, sa puissance constante, sa recharge immédiate et son efficacité à économiser de l'espace physique pour le stockage.

D'autre part, les véhicules à moteur à combustion interne à hydrogène utilisent un moteur conventionnel modifié, devenant 30 % plus efficace et avec d'excellentes performances dans tous les types de scénarios.

En lien avec le point précédent, les stations-service d'hydrogénérateurs sont chargées de fournir de l'hydrogène à tous les véhicules qui utilisent des batteries de cet élément, en remplacement des carburants conventionnels fossiles provenant de huile.

En outre, le secteur industriel, qui comprend la production d'aliments, de verre, de métaux et de produits chimiques en général, produit chaque année plus de 50 millions de tonnes d'hydrogène.< /p>

Par rapport à l'industrie, cet élément a fonctionné comme un excellent gaz de refroidissement, grâce à ses propriétés de transfert de chaleur.

L'utilisation de l'hydrogènedans la recherche et le développement de nouveaux procédés technologiques, en particulier dans l'industrie alimentaire, a sans aucun doute été innovante.

L'objectif principal est d'améliorer la qualité et la sécurité de la consommation de divers aliments.

Une autre application utile de l'hydrogène est la synthèse de l'ammoniac par le procédé connu sous le nom de harber, dans lequel de grandes quantités de cet élément sont nécessaires à l'industrie chimique et au pétrole.

L'ammoniac est très demandé dans de nombreuses industries et est le cinquième composé avec la production la plus élevée dans ce domaine productif.

La méthode de craquage à l'hydrogène dans le secteur de l'extraction et du raffinage du pétrole est un autre domaine d'intérêt où l'hydrogène joue un rôle important.

Dans ce cas, il est vital pour la transformation du brut lourdou en un plus léger, afin de le transformer en d'autres dérivés du pétrole.

Un autre sujet intéressant est la fusion nucléaire, où l'hélium est obtenu à partir de noyaux d'hydrogène, libérant également une énorme quantité d'énergie.

En gérant l'obtention d'Hélium de manière responsable et contrôlée, cela pourrait représenter un avant et un après dans la génération d'énergie avec une source quasi inépuisable

On peut également parler de la méthode d'hydrogénation catalytique des huiles végétales liquides insaturées, utilisée pour obtenir des graisses alimentaires solides, qui nécessite l'utilisation de grandes quantités d'hydrogène. < /p>

Autres utilisations intéressantes avec l'hydrogène comme protagoniste

L'hydrogène à l'état liquide est un élément essentiel de la recherche cryogénique, ainsi que des travaux sur la supraconductivité qui sont actuellement menés.

Grâce à sa qualité de grand conducteur thermique, il a été utilisé dans le refroidissement des moteurs de générateurs électriques.

Dans le secteur primaire de l'agro-industrie, l'hydrogène joue également un rôle fondamental en tant que réactif chimique dans la production d'engrais, de divers types de plastiques et de produits pharmaceutiques.< / p>

Et, comme si cela ne suffisait pas, cet élément chimique a été utilisé dans des missions spatiales pour la propulsion d'engins spatiaux au décollage et dans la génération d'électricité et d'eau pour les missions dans l'espace.

Enfin, il existe un domaine d'application intéressant pour l'hydrogène, orienté vers la charge des appareils électroniques portables, tels que les tablettes ou les smartphones.

Ces appareils sont très demandés sur le marché et nécessitent une gestion constante d'applications et de fonctions beaucoup plus exigeantes, c'est pourquoi ils ont besoin de batteries plus performantes.

En outre, l'hydrogène est utilisé pour transformer certains oxydes métalliques en métaux tels que : l'argent, le plomb, le mercure, le cuivre, entre autres.

Un regard vers l'avenir

De nombreux scientifiques et chercheurs ont concentré leurs efforts sur la création de processus durables pour la production d'hydrogène, tels que l'électrolyse de l'eau, la thermolyse, la photolyse et la digestion anaérobie.

Le vecteur d'énergie hydrogène nous donne la possibilité de générer et de stocker de l'énergie à grande échelle, ce qui constitue une évolution dans la gestion des réseaux d'énergie électrique avec une utilité particulière dans les applications stationnaires massives.

C'est pourquoi l'hydrogène est en passe de devenir le prochain carburant alternatif dans le secteur des transports, représentant un moyen de diversifier la consommation d'énergie, d'utiliser plus efficacement les ressources disponibles ressources et optez pour une option saine pour la planète Terre.

Sans aucun doute, tout ce que nous avons expliqué fait de cet élément le centre d'attention de la plupart des discussions des grandes entreprises et organisations dans le monde.

Lors de ces réunions annuelles pour discuter des questions environnementales et comment rendre leurs entreprises productives sans affecter la durabilité de la planète,l'hydrogèneapparaît comme le principal protagoniste.

Expériences avec l'hydrogène

Très bientôt, l'ingénieur aérospatial Álvaro Romero prévoit de réaliser une expérience pour extraire hydrogène et oxygène de l'eau avec des aimants dans l'espace.

Grâce au comportement étrange de l'eau dans l'espace, Romero tentera de prouver que son prototype fonctionne à bord du navire du magnat Jeff Bezos. Attendons les résultats de cette expérience avec hydrogène !

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