เกิดอะไรขึ้นเมื่อไฮโดรเจนเผาไหม้?

เนื้อหา

• ปฏิกิริยาของไฮโดรเจน
• ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง
• สารปนเปื้อนไฮโดรเจน

ปฏิกิริยาของไฮโดรเจน

สิ่งที่ไฮโดรเจนปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและชนิดของการเผาไหม้ที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปไฮโดรเจนสามารถเผาไหม้ได้สองวิธี: สามารถใช้ในการหลอมนิวเคลียร์ในปฏิกิริยาที่ทรงพลังเช่นสิ่งที่ทำให้ดาวเผาไหม้หรือสามารถเผาไหม้โลกด้วยความช่วยเหลือของบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน บนโลกนั้นไฮโดรเจนสามารถพบได้ในสารต่าง ๆ มากมาย แต่ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ทำหน้าที่โดยเฉพาะและปล่อยอนุภาคบางอย่างออกมาเมื่อถูกเผา

ไฮโดรเจนถือเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่พบได้บ่อยที่สุดและมีหน้าที่รับผิดชอบความร้อนจำนวนมากที่มีอยู่ในเอกภพ ในปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นไฮโดรเจนจะอยู่ภายใต้แรงกดดันมหาศาลจนกว่ามันจะปล่อยความร้อนและแสงจำนวนมากออกมา จากนั้นจะปฏิรูปเป็นองค์ประกอบอื่น ๆ ปฏิกิริยานิวเคลียร์จะใช้อะตอมไฮโดรเจนและหลอมรวมส่วนที่เหลือของอะตอมไฮโดรเจนหลายอะตอมให้เป็นอะตอมฮีเลียม กระบวนการนี้จะเปลี่ยนแปลงจริงขึ้นอยู่กับขนาดของดาว แต่ฮีเลียมยังคงเป็นองค์ประกอบหลักที่ผลิต อนุภาคอื่น ๆ ยังผลิตในปริมาณที่น้อยไม่ต่างจากขี้เถ้าที่เหลือจากการหลอมนิวเคลียร์ ในที่สุดอนุภาคเหล่านี้อาจรวมตัวกันและสร้างดาวนิวตรอนหลังจากไฮโดรเจนและฮีเลียมหมดไป

ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง

บนโลกนั้นไฮโดรเจนไม่ได้ผ่านกระบวนการปฎิกิริยานิวเคลียร์เลยยกเว้นว่าถูกบังคับให้อยู่ในระเบิดปรมาณู แต่อะตอมก็เผาในวิธีที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเหมือนกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน แต่จะอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์กว่า เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงที่ใช้คาร์บอนไฮโดรเจนบริสุทธิ์จะทำปฏิกิริยากับอากาศรอบ ๆ เพื่อเผาไหม้และสร้างความร้อนเป็นพลังงานจำนวนมาก ซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงทั่วไปไฮโดรเจนบริสุทธิ์ไม่ทิ้งอนุภาคเสริมหรือสารปนเปื้อนจำนวนมากไว้เบื้องหลัง

สารที่พบมากที่สุดที่เกิดจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจนคือน้ำ อะตอมไฮโดรเจนผสมกับอะตอมออกซิเจนและสร้างสูตร H20 ที่จำเป็นส่งผลให้มีแสงตกค้างของน้ำที่อาจหลบหนีเช่นไอน้ำหรือควบแน่นบนพื้นผิวใกล้กับที่ซึ่งไฮโดรเจนถูกเผา แน่นอนว่าอากาศเป็นเพียงบางส่วนของออกซิเจนและมีองค์ประกอบอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศไนโตรเจนที่สะดุดตาที่สุด เมื่อไฮโดรเจนเผาไหม้มันก็จะเผาไหม้ไนโตรเจนและสามารถปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ต่างๆขึ้นสู่อากาศ

สารปนเปื้อนไฮโดรเจน

ออกไซด์ของไนโตรเจนเป็นอนุภาคอันตรายที่สามารถช่วยสร้างฝนกรดและมีส่วนร่วมในวงจรการทำลายล้างอื่น ๆ แต่ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ยังคงถูกประกาศว่าเป็นเชื้อเพลิงสะอาดส่วนใหญ่เนื่องจากปริมาณของออกไซด์ที่มันสร้างขึ้นนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลและ Hydrogens ที่เป็นผลพลอยได้หลักคือน้ำไม่เป็นอันตราย ขั้นตอนที่ยากที่สุดในการแตะไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงกำลังค้นหาอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์และใช้พลังงานที่ผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์หลายอย่างเพื่อสกัดไฮโดรเจนบริสุทธิ์จากสารต่าง ๆ ที่มันมีพันธะกับโลก