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Wasserstoffreaktionen
Was Wasserstoff beim Verbrennen freisetzt, hängt von seiner Umgebung und der Art der Verbrennung ab. Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, wie Wasserstoff verbrannt werden kann: Es kann bei der Kernfusion eingesetzt werden, bei starken Reaktionen, wie sie zum Verbrennen von Sternen führen, oder es kann mithilfe der sauerstoffreichen Atmosphäre auf der Erde verbrannt werden. Auf der Erde kommt Wasserstoff in vielen verschiedenen Substanzen vor, aber reiner Wasserstoff wirkt auf besondere Weise und stößt beim Verbrennen nur bestimmte Partikel aus.
Wasserstoff gilt als das am häufigsten vorkommende chemische Element und ist für einen Großteil der im Universum vorhandenen Wärme verantwortlich. Bei Kernreaktionen, insbesondere bei solchen, die die Sonne und andere Sterne antreiben, wird Wasserstoff einem enormen Druck ausgesetzt, bis eine große Menge Wärme und Licht freigesetzt wird. es formt sich dann in andere Elemente um. Die Kernreaktion verbraucht das Wasserstoffatom und verschmilzt die verbleibenden Teile mehrerer Wasserstoffatome zu einem Heliumatom. Dieser Prozess ändert sich tatsächlich in Abhängigkeit von der Größe des Sterns, aber Helium ist immer noch das primäre produzierte Element. Es werden auch andere Teilchen in kleineren Mengen erzeugt, ähnlich wie Asche, die von der Kernfusion übrig geblieben ist; Diese Teilchen können schließlich zusammenkommen und einen Neutronenstern bilden, nachdem Wasserstoff und Helium verschwunden sind.
Wasserstoff als Kraftstoff
Auf der Erde durchläuft Wasserstoff überhaupt nicht den Kernreaktionsprozess, es sei denn, er wird in eine Atombombe gezwungen. Stattdessen verbrennen die Atome auf ganz andere Weise, ähnlich wie Kohlenwasserstoffbrennstoffe, jedoch in einer reineren Form. Wie die auf Kohlenstoff basierenden Brennstoffe reagiert auch reiner Wasserstoff mit der umgebenden Luft, um sich zu verbrennen, und erzeugt eine große Menge Wärme als Energie. Im Gegensatz zu den gängigen Kraftstoffen hinterlässt reiner Wasserstoff nicht viele zusätzliche oder verunreinigende Partikel.
Die häufigste bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehende Substanz ist Wasser. Die Wasserstoffatome vermischen sich mit den Sauerstoffatomen und bilden die essentielle H20-Formel. Dabei entsteht ein leichter Wasserrückstand, der als Wasserdampf austreten oder auf Oberflächen kondensieren kann, in deren Nähe der Wasserstoff verbrannt wird. Natürlich besteht Luft nur teilweise aus Sauerstoff und es gibt andere Elemente in der Atmosphäre, insbesondere Stickstoff. Wenn Wasserstoff brennt, verbrennt er auch den Stickstoff und kann verschiedene Stickoxide an die Luft abgeben.
Wasserstoffverunreinigungen
Stickoxide 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 gepriesen, vor allem, weil die Menge an Oxiden, die er erzeugt, im Vergleich zu fossilen Brennstoffen minimal ist und das Hauptnebenprodukt Wasserstoff, Wasser, harmlos ist. Die schwierigsten Schritte bei der Gewinnung von Wasserstoff als Kraftstoff bestehen darin, ihn in seiner reinen Form zu finden und die von ihm erzeugte Energie effizient zu nutzen. Viele wissenschaftliche Verfahren werden angewendet, um reinen Wasserstoff aus den verschiedenen Substanzen zu gewinnen, mit denen er auf der Erde verbunden ist.