Vodík

Vodík v prírode

V čistej forme na Zemi je vodík zvyčajne plyn. Vodík je tiež jednou zo zložiek, z ktorých sa skladá molekula vody. Vodík je dôležitý, pretože je palivom, ktoré poháňa Slnko a iné hviezdy. Vodík tvorí približne 74 % celého vesmíru. Symbol vodíka v periodickej tabuľke prvkov je H.

Čistý vodík sa zvyčajne skladá z dvoch atómov vodíka spojených dohromady. Vedci ich nazývajú dvojatómové molekuly. Pri zmiešaní vodíka s väčšinou ostatných prvkov dochádza k chemickej reakcii. Nemá farbu ani zápach.

Čistý vodík sa v zemskej atmosfére vyskytuje veľmi zriedkavo. V prírode sa zvyčajne nachádza vo vode. Vodík sa nachádza aj vo všetkých živých organizmoch ako súčasť organických zlúčenín, z ktorých sa živé organizmy skladajú. Okrem toho sa atómy vodíka môžu spájať s atómami uhlíka a vytvárať uhľovodíky. Z týchto uhľovodíkov sa vyrába ropa a iné fosílne palivá, ktoré sa bežne používajú na výrobu energie pre potreby ľudí.

Vodík má tri izotopy; ostatné sa nazývajú deutérium a trícium. Rovnako ako bežný vodík majú oba iba jeden protón a jeden elektrón, ale deutérium má aj jeden neutrón a trícium dva. Tieto ďalšie typy vodíka sú dôležité v jadrovej energii a v reakciách organickej chémie.

Niektoré ďalšie fakty o vodíku:

• Pri izbovej teplote je to plyn
• V pevnom stave sa správa ako kov.
• Je to najľahší prvok vo vesmíre.
• Je to najbežnejší prvok vo vesmíre.
• Keď sa dotkne plameňa, horí alebo exploduje.
• keď je v plazmovom stave, svieti fialovo.

História vodíka

Vodík prvýkrát oddelil v roku 1671 Robert Boyle. Henry Cavendish ho v roku 1776 identifikoval ako samostatný prvok a zistil, že jeho spaľovaním vzniká voda.

Antoine Lavoisier dal vodíku meno z gréckeho slova pre vodu "υδορ (vyslovuje sa /HEEW-dor/) a gennen, čo znamená "vytvárať", pretože vytvára vodu v chemickej reakcii s kyslíkom.

Použitie vodíka

Hlavné použitie je v ropnom priemysle a pri výrobe amoniaku Haberovým procesom. Časť sa používa aj inde v chemickom priemysle. Trochu sa používa ako palivo, napríklad v raketách pre kozmické lode. Väčšina vodíka, ktorý ľudia používajú, pochádza z chemickej reakcie medzi zemným plynom a vodnou parou.

Jadrová fúzia

Jadrová fúzia je veľmi výkonný zdroj energie. Spočíva v spájaní atómov, aby sa vytvorilo hélium a energia, presne tak, ako sa to deje vo hviezdach, ako je Slnko, alebo vo vodíkovej bombe. Na jej spustenie je potrebné veľké množstvo energie a zatiaľ to nie je jednoduché. Veľkou výhodou oproti štiepeniu jadra, ktoré sa používa v dnešných jadrových elektrárňach, je, že pri ňom vzniká menej jadrového odpadu a nepoužíva sa toxické a vzácne palivo, ako je urán. Na Slnku sa každú sekundu uskutočňuje fúzia viac ako 600 miliónov ton vodíka.

Spaľovanie vodíka

Elektrolýza vody rozkladá vodu na vodík a kyslík pomocou elektrickej energie. Horiaci vodík sa spája s molekulami kyslíka a vzniká para (čistá vodná para). Palivový článok spája vodík s molekulami kyslíka, pričom sa uvoľňuje elektrón ako elektrická energia. Z týchto dôvodov mnohí ľudia veria, že vodíková energia časom nahradí iné syntetické palivá.

Vodík sa môže používať aj ako palivo v palivovom článku alebo sa môže spaľovať na výrobu tepla pre parné turbíny alebo spaľovacie motory. Vodík sa môže vyrábať z mnohých zdrojov, ako je uhlie, zemný plyn alebo elektrina, a preto predstavuje cenný doplnok energetickej siete; v rovnakej úlohe ako zemný plyn. Takúto sieť a infraštruktúru s vozidlami na palivové články v súčasnosti plánuje viacero krajín vrátane Japonska, Kórey a mnohých európskych krajín. Týmto krajinám to umožňuje nakupovať menej ropy, čo predstavuje ekonomickú výhodu. Ďalšou výhodou je, že pri použití v palivovom článku alebo spaľovaní v spaľovacom motore ako vo vodíkovom aute motor nespôsobuje znečistenie. Vzniká len voda a malé množstvo oxidov dusíka.