stringtranslate.com

Водород

Водород — химический элемент ; он имеет символ H и атомный номер 1. Это самый легкий элемент и при стандартных условиях представляет собой газ двухатомных молекул с формулой H 2 . Он бесцветен , не имеет запаха , вкуса , [10] нетоксичен и легко воспламеняется . Водород — самое распространенное химическое вещество во Вселенной , составляющее примерно 75% всей обычной материи . [11] [примечание 1] Звезды, такие как Солнце , в основном состоят из водорода в состоянии плазмы . Большая часть водорода на Земле существует в молекулярных формах, таких как вода и органические соединения . Для наиболее распространенного изотопа водорода (обозначение 1 H) каждый атом имеет один протон , один электрон и не имеет нейтронов .

В ранней Вселенной образование протонов, ядер водорода, произошло в первую секунду после Большого взрыва . Появление нейтральных атомов водорода во Вселенной произошло примерно 370 000 лет спустя, в эпоху рекомбинации , когда плазма достаточно остыла, чтобы электроны оставались связанными с протонами. [12]

Водород неметаллический (за исключением случаев, когда он становится металлическим при чрезвычайно высоких давлениях) и легко образует одинарную ковалентную связь с большинством неметаллических элементов, образуя такие соединения, как вода и почти все органические соединения . Водород играет особенно важную роль в кислотно-основных реакциях , поскольку эти реакции обычно включают обмен протонами между растворимыми молекулами. В ионных соединениях водород может принимать форму отрицательного заряда (т. е. аниона ), где он известен как гидрид , или положительно заряженного (т. е. катиона ) вида , обозначаемого символом H + . Катион H + — это просто протон (обозначение p ), но его поведение в водных растворах и ионных соединениях предполагает экранирование его электрического заряда близлежащими полярными молекулами или анионами. Поскольку водород — единственный нейтральный атом, для которого уравнение Шредингера может быть решено аналитически, [13] изучение его энергетики и химической связи сыграло ключевую роль в развитии квантовой механики .

Газообразный водород был впервые получен искусственно в начале 16 века путем реакции кислот на металлы. В 1766–1781 годах Генри Кавендиш был первым, кто осознал, что газообразный водород представляет собой дискретное вещество [14] и что при сгорании он производит воду - свойство, в честь которого он позже был назван: по-гречески водород означает «образующий воду».

Промышленное производство осуществляется в основном за счет паровой конверсии природного газа . Небольшой процент также производится с использованием более энергоемких методов, таких как электролиз воды . [15] [16] Большая часть водорода используется вблизи места его производства, двумя крупнейшими видами использования являются переработка ископаемого топлива (например, гидрокрекинг ) и производство аммиака . Водород можно использовать в качестве источника энергии в топливных элементах для производства электроэнергии или путем сжигания для выработки тепла. [17] Когда водород потребляется в топливных элементах, единственным выбросом в месте использования является водяной пар. [17] Сгорание водорода может привести к термическому образованию оксидов азота . [17] Атомы водорода могут сделать металлы хрупкими . [18]

Характеристики

Горение

Горение водорода с кислородом воздуха. Когда нижняя крышка снимается, позволяя воздуху проникать снизу, водород в контейнере поднимается сверху и сгорает при смешивании с воздухом.
Черный предмет, похожий на чашку, висит у его дна, а из его отверстия выходит голубое свечение.
Главный двигатель космического корабля шаттла сжигал водород с кислородом, создавая почти невидимое пламя на полной тяге.

Газообразный водород ( диводород или молекулярный водород) [19] легко воспламеняется:

2 H 2 (г) + O 2 (г) → 2 H 2 O(л) (572 кДж/2 моль = 286 кДж/моль = 141,865 МДж/кг) [примечание 2]

Энтальпия сгорания составляет -286 кДж/моль. [20]

Газообразный водород образует взрывоопасные смеси с воздухом в концентрациях от 4 до 74 % [21] и с хлором в концентрациях от 5 до 95 %. Температура самовоспламенения водорода , температура самовоспламенения на воздухе, составляет 500 °C (932 °F). [22]

Пламя

Пламя чистого водородно-кислородного газа излучает ультрафиолетовый свет и с высоким содержанием кислорода почти невидимо невооруженным глазом, о чем свидетельствует слабый шлейф главного двигателя космического корабля "Шаттл" , по сравнению с хорошо видимым шлейфом твердотопливного ракетного ускорителя космического корабля "Шаттл" , в котором используется композит на основе перхлората аммония . Для обнаружения утечки горящего водорода может потребоваться детектор пламени ; такие утечки могут быть очень опасны. Водородное пламя в других условиях имеет синий цвет, напоминающий синее пламя природного газа. [23] Разрушение дирижабля «Гинденбург» было печально известным примером сгорания водорода, и причина которого до сих пор обсуждается. Видимое пламя на фотографиях возникло в результате сгорания соединений углерода в обшивке дирижабля. [24]

Реагенты

H 2 нереакционноспособен по сравнению с двухатомными элементами, такими как галогены или кислород. Термодинамической основой такой низкой реакционной способности является очень прочная связь H–H с энергией диссоциации связи 435,7 кДж/моль. [25] Кинетической основой низкой реакционной способности является неполярная природа H 2 и его слабая поляризуемость. Он самопроизвольно реагирует с хлором и фтором с образованием хлористого водорода и фторида водорода соответственно. [26] На реакционную способность H 2 сильно влияет присутствие металлических катализаторов. Таким образом, хотя смеси H 2 с O 2 или воздухом легко воспламеняются при нагревании искрой или пламенем до температуры не менее 500°C, они не вступают в реакцию при комнатной температуре в отсутствие катализатора.

Уровни энергии электронов

Рисунок светло-серого большого шара с отрезанной четвертью и черного малого шара и числа 1,7x10−5, иллюстрирующие их относительные диаметры.
Изображение атома водорода с показанным размером центрального протона и диаметром атома, примерно в два раза превышающим радиус модели Бора (изображение не в масштабе).

Уровень энергии основного состояния электрона в атоме водорода составляет -13,6  эВ [27] , что эквивалентно ультрафиолетовому фотону с длиной волны примерно 91  нм . [28]

Энергетические уровни водорода можно довольно точно рассчитать, используя модель атома Бора , которая концептуализирует электрон как «вращающийся вокруг» протона по аналогии с орбитой Земли относительно Солнца. Однако атомный электрон и протон удерживаются вместе электромагнитной силой , тогда как планеты и небесные объекты удерживаются гравитацией . Из-за дискретизации углового момента , постулированной Бором в ранней квантовой механике , электрон в модели Бора может занимать только определенные разрешенные расстояния от протона и, следовательно, только определенные разрешенные энергии. [29]

Более точное описание атома водорода можно получить с помощью чисто квантовомеханической обработки, которая использует уравнение Шредингера , уравнение Дирака или формулировку интеграла по траекториям Фейнмана для расчета плотности вероятности движения электрона вокруг протона. [30] Самые сложные методы лечения учитывают небольшие эффекты специальной теории относительности и поляризации вакуума . В квантово-механической трактовке электрон в основном состоянии атома водорода вообще не имеет углового момента, что иллюстрирует, чем «планетарная орбита» отличается от движения электрона.

Спиновые изомеры

Молекулярный H 2 существует в виде двух спиновых изомеров , т.е. соединений, различающихся только спиновыми состояниями своих ядер. [31] В ортоводородной форме спины двух ядер параллельны, образуя спиновое триплетное состояние , имеющее полный молекулярный спин ; в параводородной форме спины антипараллельны и образуют синглетное спиновое состояние со спином . Равновесное соотношение орто- и параводорода зависит от температуры. При комнатной температуре или выше равновесный газообразный водород содержит около 25% пара-формы и 75% орто-формы. [32] Орто-форма представляет собой возбужденное состояние , имеющее более высокую энергию, чем пара-форма, на 1,455 кДж/моль, [33] и она превращается в пара-форму в течение нескольких минут при охлаждении до низкой температуры. [34] Термические свойства форм различаются, поскольку они различаются разрешенными вращательными квантовыми состояниями , что приводит к различным термическим свойствам, таким как теплоемкость. [35]

Отношение орто-пара в H 2 является важным фактором при сжижении и хранении жидкого водорода : преобразование орто-пара-водорода является экзотермическим и выделяет достаточно тепла для испарения большей части жидкости, если она не преобразуется сначала в параводород во время охлаждения. процесс. [36] Катализаторы орто-пара-взаимного превращения, такие как оксид железа и соединения активированного угля , используются во время водородного охлаждения, чтобы избежать потери жидкости. [37]

Фазы

Газообразный водород бесцветен и прозрачен, здесь он содержится в стеклянной ампуле .
Фазовая диаграмма водорода в логарифмическом масштабе. Линии показывают границы между фазами, причем конец линии жидкость-газ указывает критическую точку. Тройная точка водорода зашкаливает слева.
Фазовая диаграмма водорода. Шкалы температуры и давления логарифмические , поэтому одна единица соответствует изменению в 10 раз. Левый край соответствует 10 5 Па, что соответствует атмосферному давлению . [ нужна ссылка на изображение ]

Соединения

Ковалентные и органические соединения

Хотя H 2 не очень реакционноспособен в стандартных условиях, он образует соединения с большинством элементов. Водород может образовывать соединения с более электроотрицательными элементами , такими как галогены (F, Cl, Br, I) или кислород ; в этих соединениях водород принимает частичный положительный заряд. [38] При соединении с более электроотрицательным элементом, особенно с фтором , кислородом или азотом , водород может участвовать в форме нековалентной связи средней прочности с другим электроотрицательным элементом с неподеленной парой, явление, называемое водородной связью , которое имеет решающее значение для стабильность многих биологических молекул. [39] [40] Водород также образует соединения с менее электроотрицательными элементами, такими как металлы и металлоиды , где он принимает частичный отрицательный заряд. Эти соединения часто называют гидридами . [41]

Водород образует широкий спектр соединений с углеродом , называемых углеводородами , и еще более обширный набор соединений с гетероатомами , которые из-за их общей связи с живыми существами называются органическими соединениями . [42] Изучение их свойств известно как органическая химия [43] , а их изучение в контексте живых организмов известно как биохимия . [44] По некоторым определениям, «органические» соединения должны содержать только углерод. Однако большинство из них также содержат водород, и поскольку именно углерод-водородная связь придает этому классу соединений большую часть его особых химических характеристик, углерод-водородные связи необходимы в некоторых определениях слова «органический» в химии. [42] Известны миллионы углеводородов , и они обычно образуются сложными путями, которые редко включают элементарный водород.

Водород хорошо растворим во многих редкоземельных и переходных металлах [45] и растворим как в нанокристаллических, так и в аморфных металлах . [46] На растворимость водорода в металлах влияют местные искажения или примеси в кристаллической решетке . [47] Эти свойства могут быть полезны при очистке водорода путем пропускания через горячие палладиевые диски, но высокая растворимость газа представляет собой металлургическую проблему, способствующую охрупчиванию многих металлов, [18] усложняя конструкцию трубопроводов и резервуаров для хранения. [48]

Гидриды

Образец гидрида натрия

Соединения водорода часто называют гидридами , этот термин используется довольно широко. Термин «гидрид» предполагает, что атом H приобрел отрицательный или анионный характер, обозначаемый H- , и используется, когда водород образует соединение с более электроположительным элементом . Существование гидрид-аниона , предложенное Гилбертом Н. Льюисом в 1916 году для солеподобных гидридов групп 1 и 2, было продемонстрировано Моерсом в 1920 году с помощью электролиза расплавленного гидрида лития (LiH), с образованием стехиометрического количества водорода при анод. [49] Для гидридов, отличных от металлов 1 и 2 группы, этот термин вводит в заблуждение, учитывая низкую электроотрицательность водорода. Исключением в гидридах 2-й группы является BeH 2 , который является полимерным. В алюмогидриде лития анион [AlH 4 ] - несет гидридные центры, прочно связанные с Al(III).

Хотя гидриды могут образовываться почти со всеми элементами основной группы, количество и комбинация возможных соединений широко варьируются; например, известно более 100 бинарных гидридов борана, но только один бинарный гидрид алюминия. [50] Бинарный гидрид индия еще не идентифицирован, хотя существуют более крупные комплексы. [51]

В неорганической химии гидриды могут также служить мостиковыми лигандами , связывающими два металлических центра в координационный комплекс . Эта функция особенно распространена в элементах 13 группы , особенно в боранах ( гидридах бора ) и комплексах алюминия , а также в кластерных карборанах . [52]

Протоны и кислоты

Окисление водорода удаляет его электрон и дает H + , который не содержит электронов и ядро , обычно состоящее из одного протона. Именно поэтому Н + часто называют протоном. Этот вид занимает центральное место в обсуждении кислот . Согласно кислотно-основной теории Бренстеда-Лоури , кислоты являются донорами протонов, а основания - акцепторами протонов.

Голый протон H + не может существовать в растворе или в ионных кристаллах из-за его непреодолимого притяжения к другим атомам или молекулам с электронами. За исключением высоких температур, связанных с плазмой, такие протоны не могут быть удалены из электронных облаков атомов и молекул и останутся прикрепленными к ним. Однако термин «протон» иногда используется свободно и метафорически для обозначения положительно заряженного или катионного водорода, присоединенного таким образом к другим видам, и поэтому обозначается « H + » без какого-либо намека на то, что какие-либо отдельные протоны существуют свободно как вид. .

Чтобы избежать присутствия голого «сольватированного протона» в растворе, иногда считают, что кислые водные растворы содержат менее маловероятные вымышленные частицы, называемые «ионом гидроксония » ( [H 3 O] + ). Однако даже в этом случае такие сольватированные катионы водорода более реалистично рассматривать как организованные в кластеры, образующие частицы, близкие к [H 9 O 4 ] + . [53] Другие ионы оксония обнаруживаются, когда вода находится в кислом растворе с другими растворителями. [54]

Несмотря на экзотику на Земле, одним из наиболее распространенных ионов во Вселенной является H.+3ион, известный как протонированный молекулярный водород или катион триводорода. [55]

изотопы

Водородная разрядная (спектральная) трубка
Дейтериевая разрядная (спектральная) трубка

Водород имеет три встречающихся в природе изотопа, обозначаемых1
Х ,2
Рука _3
Х. _ Другие, крайне нестабильные ядра (4
Ч до7
H ) были синтезированы в лаборатории, но не наблюдались в природе. [56] [57]

Уникальный среди элементов, его изотопам, широко используемым сегодня, присвоены отдельные названия. Во время раннего изучения радиоактивности различные тяжелые радиоактивные изотопы получили свои имена, но такие названия больше не используются, за исключением дейтерия и трития. Символы D и T (вместо2
Рука _3
H ) иногда используются для обозначения дейтерия и трития, но символ P уже используется для фосфора и поэтому недоступен для протия. [67] В своих номенклатурных руководствах Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) допускает любое из D, T,2
Рука _3
H будет использоваться, хотя2
Рука _3
H являются предпочтительными. [68]

Экзотический атом мюония (символ Mu), состоящий из антимюона и электрона , также можно считать легким радиоизотопом водорода. [69] Поскольку мюоны распадаются с течением времени жизни2,2  мкс , мюоний слишком нестабилен, чтобы проявлять наблюдаемый химический состав. [70] Тем не менее, соединения мюония являются важными тестовыми примерами для квантового моделирования из-за разницы масс между антимюоном и протоном, [71] и номенклатура ИЮПАК включает такие гипотетические соединения, как хлорид мюония (MuCl) и мюонид натрия (NaMu), аналог хлористого водорода и гидрида натрия соответственно. [72]

Термические и физические свойства

Таблица теплофизических свойств водорода (H 2 ) при атмосферном давлении: [73] [74]

История

Открытие и использование

Роберт Бойл

Роберт Бойль , открывший реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами.

В 1671 году ирландский учёный Роберт Бойль открыл и описал реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами , в результате которой образуется газообразный водород. [75] [76]

Приготовив соляной спирт [соляную кислоту], который необычным способом приготовления стал чрезвычайно острым и колющим, мы поместили во флакон, способный вместить три или четыре унции воды, удобное количество стальных опилок, которые были не такие, которые обычно продаются в магазинах химикам и аптекарям (которые обычно недостаточно свободны от ржавчины), а такие, которые у меня некоторое время назад были намеренно оторваны от куска хорошей стали. Этот металлический порошок смачивали в виоле небольшим количеством менструального средства, а затем пропитывали еще; после чего смесь стала очень горячей и изрыгнула обильные зловонные пары; Нет необходимости здесь обсуждать, состояли ли они целиком из летучей серы Марса [железа] или из металлических паров сернистой природы и соединялись с солевыми выделениями менструального цикла. Но откуда бы ни исходил этот вонючий дым, он был настолько легковоспламеняющимся, что при приближении к нему зажженной свечи он довольно легко воспламенялся и горел дуновевшим и несколько зеленоватым пламенем у горловины виолы довольно долгое время вместе. ; и это, хотя и с небольшим количеством света, но с большей силой, чем можно было бы легко предположить.

-  Роберт Бойль, Трактаты, написанные достопочтенным Робертом Бойлем, содержащие новые эксперименты, затрагивающие связь между пламенем и воздухом...

Слово «сернистый» может несколько сбить с толку, тем более что Бойль проделал аналогичный эксперимент с железом и серной кислотой. [77] Однако, по всей вероятности, под «сернистым» здесь следует понимать как горючий . [78]

Генри Кавендиш

В 1766 году Генри Кавендиш был первым, кто признал газообразный водород как дискретное вещество, назвав газ, образующийся в результате реакции металла с кислотой, «горючим воздухом». Он предположил, что «горючий воздух» на самом деле идентичен гипотетическому веществу под названием « флогистон » [79] [80], а в 1781 году обнаружил, что при сгорании газа образуется вода. Ему обычно приписывают открытие водорода как элемента. [6] [7]

Антуан Лавуазье

Антуан Лавуазье , который определил элемент, который стал известен как водород.

В 1783 году Антуан Лавуазье идентифицировал элемент, который стал известен как водород [81] , когда он и Лаплас воспроизвели открытие Кавендиша о том, что при сжигании водорода образуется вода. [7] Лавуазье получил водород для своих экспериментов по сохранению массы путем реакции потока пара с металлическим железом через раскаленную железную трубку, нагретую в огне. Анаэробное окисление железа протонами воды при высокой температуре схематически можно представить совокупностью следующих реакций:

1) Fe + H 2 O → FeO + H 2
2) Fe + 3 H 2 O → Fe 2 O 3 + 3 H 2
3) Fe + 4 H 2 O → Fe 3 O 4 + 4 H 2

Многие металлы, такие как цирконий, вступают в аналогичную реакцию с водой, приводящую к образованию водорода.

19 век

Франсуа Исаак де Риваз построил первый двигатель де Риваза , двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода, в 1806 году. Эдвард Дэниел Кларк изобрел паяльную трубку с газообразным водородом в 1819 году. Лампа Дёберейнера и прожектор были изобретены в 1823 году . [7]

Водород был впервые сжижен Джеймсом Дьюаром в 1898 году с помощью регенеративного охлаждения и его изобретения — вакуумной колбы . [7] В следующем году он произвел твердый водород . [7]

Дирижабль на водороде

Дирижабль «Гинденбург» над Нью-Йорком
« Гинденбург» над Нью-Йорком в 1937 году.

Первый воздушный шар , наполненный водородом , был изобретен Жаком Шарлем в 1783 году . [7] Водород обеспечил подъемную силу для первой надежной формы воздушного путешествия после изобретения Анри Жиффаром в 1852 году первого дирижабля с водородным подъемником . [7] Немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин выдвинул идею жестких дирижаблей, поднимаемых водородом, которые позже были названы цеппелинами ; первый из которых совершил свой первый полет в 1900 году. [7] Регулярные регулярные рейсы начались в 1910 году, а к началу Первой мировой войны в августе 1914 года они перевезли 35 000 пассажиров без серьезных происшествий. Во время войны дирижабли с водородными двигателями использовались в качестве наблюдательных платформ и бомбардировщиков.

Первый беспосадочный трансатлантический перелет совершил британский дирижабль R34 в 1919 году. Регулярные пассажирские перевозки возобновились в 1920-х годах, а открытие запасов гелия в США обещало повышение безопасности, но правительство США отказалось продавать газ для этой цели. . Поэтому H 2 использовался на дирижабле «Гинденбург» , который был уничтожен в результате пожара в воздухе над Нью-Джерси 6 мая 1937 года. [7] Инцидент транслировался в прямом эфире по радио и был снят на видео. Широко распространено мнение, что причиной является возгорание вытекшего водорода, но более поздние исследования указали на возгорание алюминизированного тканевого покрытия из-за статического электричества . Но ущерб репутации водорода как подъемного газа уже был нанесен, и полеты коммерческих водородных дирижаблей прекратились . Водород по-прежнему используется вместо негорючего, но более дорогого гелия в качестве подъемного газа для метеозондов .

Дейтерий и тритий

Дейтерий был открыт в декабре 1931 года Гарольдом Юри , а тритий был получен в 1934 году Эрнестом Резерфордом , Марком Олифантом и Полом Хартеком . [6] Тяжелая вода , состоящая из дейтерия вместо обычного водорода, была открыта группой Юри в 1932 году. [7]

Турбогенератор с водородным охлаждением

Первый турбогенератор с водородным охлаждением , использующий газообразный водород в качестве хладагента в роторе и статоре, был введен в эксплуатацию в 1937 году в Дейтоне , штат Огайо, компанией Dayton Power & Light Co.; [82] из-за теплопроводности и очень низкой вязкости газообразного водорода, что, следовательно, меньшее сопротивление, чем у воздуха, сегодня это наиболее распространенный тип в своей области для больших генераторов (обычно 60 МВт и больше; генераторы меньшего размера обычно имеют воздушное охлаждение ). .

Никель-водородный аккумулятор

Никель -водородная батарея была впервые использована в 1977 году на борту спутника-2 навигационных технологий ВМС США (NTS-2). [83] Международная космическая станция , [84] Mars Odyssey [85] и Mars Global Surveyor [86] оснащены никель-водородными батареями. В темной части своей орбиты космический телескоп «Хаббл» также питается от никель-водородных батарей, которые были окончательно заменены в мае 2009 года, [87] спустя более 19 лет после запуска и на 13 лет дольше расчетного срока службы. [88]

Роль в квантовой теории

Линейчатый спектр, показывающий черный фон с наложенными на него узкими линиями: фиолетовой, синей, голубой и красной.
Линии спектра эмиссии водорода в четырех видимых линиях серии Бальмера

Из-за своей простой атомной структуры, состоящей только из протона и электрона, атом водорода вместе со спектром света, производимого им или поглощаемого им, сыграл центральную роль в развитии теории атомного строения. [89] Кроме того, изучение соответствующей простоты молекулы водорода и соответствующего катиона H+2привело к пониманию природы химической связи , которое последовало вскоре после того, как в середине 1920-х годов была разработана квантовомеханическая обработка атома водорода.

Одним из первых квантовых эффектов, которые были явно замечены (но в то время не были поняты), было наблюдение Максвелла с участием водорода, сделанное за полвека до появления полной квантовомеханической теории . Максвелл заметил, что удельная теплоемкость H 2 по необъяснимым причинам отличается от удельной теплоемкости двухатомного газа ниже комнатной температуры и начинает все больше напоминать удельную теплоемкость одноатомного газа при криогенных температурах. Согласно квантовой теории, такое поведение возникает из-за расстояния между (квантованными) вращательными уровнями энергии, которые особенно широко разнесены в H 2 из-за его малой массы. Эти широко расположенные уровни препятствуют равному распределению тепловой энергии во вращательное движение в водороде при низких температурах. Двухатомные газы, состоящие из более тяжелых атомов, не имеют таких широко расположенных уровней и не проявляют такого эффекта. [90]

Антиводород (
ЧАС
) является антивеществом , аналогом водорода. Он состоит из антипротона и позитрона . Антиводород — единственный тип атома антивещества, полученный по состоянию на 2015 год . [91] [92]

Космическое распространение и распространение

Бело-зеленый хлопчатобумажный сабо на черном фоне.
NGC 604 , гигантская область ионизированного водорода в галактике Треугольник.

Водород, как и атом H, является самым распространенным химическим элементом во Вселенной, составляя 75 процентов обычной материи по массе и более 90 процентов по количеству атомов. (Однако большая часть массы Вселенной не находится в форме материи типа химических элементов, а, скорее, постулируется, что она существует в еще не обнаруженных формах массы, таких как темная материя и темная энергия . [93] ).

Водород в большом количестве содержится в звездах и планетах- газовых гигантах . Молекулярные облака H 2 связаны с звездообразованием . Водород играет жизненно важную роль в питании звезд посредством протон-протонной реакции в случае звезд с массой Солнца от очень низкой до примерно 1 массы Солнца и цикла ядерного синтеза CNO в случае звезд, более массивных, чем Солнце . [94]

состояния

Во всей Вселенной водород в основном встречается в атомном и плазменном состояниях, его свойства совершенно отличаются от свойств молекулярного водорода. В плазме электрон и протон водорода не связаны друг с другом, что приводит к очень высокой электропроводности и высокой излучательной способности (производя свет Солнца и других звезд). Заряженные частицы находятся под сильным влиянием магнитных и электрических полей. Например, в солнечном ветре они взаимодействуют с магнитосферой Земли , порождая токи Биркеланда и полярные сияния .

Водород находится в нейтральном атомном состоянии в межзвездной среде , потому что атомы редко сталкиваются и объединяются. Они являются источником линии водорода длиной 21 см на частоте 1420 МГц, которая регистрируется с целью исследования первичного водорода. [95] Считается , что большое количество нейтрального водорода, обнаруженного в затухающих системах Лайман-альфа, доминирует в космологической барионной плотности Вселенной вплоть до красного смещения z =  4. [96]

В обычных условиях на Земле элементарный водород существует в виде двухатомного газа H 2 . Водород очень редок в атмосфере Земли (около 0,53 ppm в молярном выражении [97] ) из-за его легкого веса, который позволяет ему выходить из атмосферы быстрее, чем более тяжелые газы. Однако водород является третьим по распространенности элементом на поверхности Земли, [98] главным образом в форме химических соединений , таких как углеводороды и вода. [52]

Молекулярная форма, называемая протонированным молекулярным водородом ( H+3) встречается в межзвездной среде, где он генерируется за счет ионизации молекулярного водорода космическими лучами . Этот ион также наблюдался в верхних слоях атмосферы планеты Юпитер . Ион относительно стабилен в среде космического пространства из-за низкой температуры и плотности. ЧАС+3является одним из самых распространенных ионов во Вселенной и играет заметную роль в химии межзвездной среды. [99] Нейтральный трехатомный водород H 3 может существовать только в возбужденной форме и нестабилен. [100] Напротив, положительный молекулярный ион водорода ( H+2) — редкая молекула во Вселенной.

Производство

Существует множество методов получения H 2 , но в коммерческом отношении доминируют три: паровой риформинг, часто сочетающийся с конверсией воды в газ, частичное окисление углеводородов и электролиз воды. [101]

Паровой реформинг

Затраты и результаты паровой конверсии природного газа, процесса, используемого при производстве водорода.

Водород в основном получают путем паровой конверсии , реакции воды и метана. [102] [103] [104] Таким образом, при высоких температурах (1000–1400 К, 700–1100 °C или 1300–2000 °F) пар (водяной пар) реагирует с метаном с образованием оксида углерода и H 2 .

СН 4 + Н 2 О → СО + 3 Н 2

Паровой риформинг также используется для промышленного получения аммиака.

Эта реакция предпочтительна при низких давлениях. Тем не менее, ее проводят при высоких давлениях (2,0 МПа, 20 атм или 600  дюймов рт. ст. ), поскольку H 2 под высоким давлением является наиболее востребованным на рынке продуктом, а системы очистки с помощью адсорбции с переменным давлением (PSA) работают лучше при более высоких давлениях. . Смесь продуктов известна как « синтез-газ », поскольку ее часто используют непосредственно для производства метанола и многих других соединений. Углеводороды , отличные от метана, можно использовать для производства синтез-газа с различным соотношением продуктов. Одним из многих осложнений этой высокооптимизированной технологии является образование кокса или углерода:

СН 4 → С + 2 Н 2

Следовательно, при паровом риформинге обычно используется избыток H 2 O . Дополнительный водород может быть извлечен из пара путем использования монооксида углерода посредством реакции конверсии водяного газа . Для этого процесса требуется катализатор из оксида железа : [104]

СО + Н 2 О → СО 2 + Н 2

Водород иногда производится и потребляется в одном и том же промышленном процессе без разделения. В процессе Габера для производства аммиака водород получается из природного газа. [105]

Частичное окисление углеводородов

Другие методы получения CO и H 2 включают частичное окисление углеводородов: [106]

2 СН 4 + О 2 → 2 СО + 4 Н 2

Хотя уголь и менее важен с коммерческой точки зрения, он может служить прелюдией к описанной выше реакции сдвига: [104]

С + Н 2 О → СО + Н 2

Установки по производству олефинов могут производить значительные количества побочного водорода, особенно при крекинге легкого сырья, такого как этан или пропан . [107]

Электролиз воды

Затраты и результаты электролиза воды для производства водорода

Электролиз воды — концептуально простой метод получения водорода.

2 H 2 O(ж) → 2 H 2 (г) + O 2 (г)

В коммерческих электролизерах используются катализаторы на основе никеля в сильнощелочном растворе. Платина — превосходный катализатор, но она дорогая. [108]

При электролизе рассола с получением хлора в качестве побочного продукта также образуется водород. [109]

Пиролиз метана

Водород можно получить пиролизом природного газа (метана).

Этот маршрут имеет меньший углеродный след, чем коммерческие процессы производства водорода. [110] [111] [112] [113] Разработка коммерческого процесса пиролиза метана может ускорить расширение использования водорода в промышленности и транспорте. Пиролиз метана осуществляется путем пропускания метана через расплавленный металлический катализатор, содержащий растворенный никель . Метан преобразуется в газообразный водород и твердый углерод . [114] [115]

CH 4 (г) → C(т) + 2 H 2 (г) (ΔH° = 74 кДж/моль)

Углерод может быть продан в качестве производственного сырья или топлива или выброшен на свалку.

Дальнейшие исследования продолжаются в нескольких лабораториях, в том числе в Лаборатории жидких металлов Карлсруэ [116] и в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. [117] BASF построил пилотную установку пиролиза метана. [118]

Термохимический

Для расщепления воды можно использовать более 200 термохимических циклов . Многие из этих циклов, такие как цикл оксида железа , цикл оксида церия (IV)-оксида церия (III) , цикл цинк-цинк-оксид , цикл сера-йод , цикл медь-хлор и гибридный цикл серы, были оценены на предмет их коммерческого потенциала. производить водород и кислород из воды и тепла без использования электричества. [119] Ряд лабораторий (в том числе во Франции , Германии , Греции , Японии и США ) разрабатывают термохимические методы получения водорода из солнечной энергии и воды. [120]

Лабораторные методы

H 2 производится в лабораториях часто как побочный продукт других реакций. Многие металлы реагируют с водой с образованием H 2 , но скорость выделения водорода зависит от металла, pH и присутствия легирующих добавок. Чаще всего выделение водорода вызывают кислоты. Щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, цинк, марганец и железо легко реагируют с водными кислотами. Эта реакция лежит в основе аппарата Киппа , который когда-то использовался в качестве лабораторного источника газа:

Zn + 2 H + → Zn 2+ + H 2

В отсутствие кислоты выделение H 2 происходит медленнее. Поскольку железо является широко используемым конструкционным материалом, его анаэробная коррозия имеет технологическое значение:

Fe + 2 H 2 O → Fe(OH) 2 + H 2

Многие металлы, такие как алюминий , медленно реагируют с водой, поскольку образуют пассивированные оксидные покрытия. Однако сплав алюминия и галлия реагирует с водой. [121] При высоком pH алюминий может выделять H 2 :

2 Al + 6 H 2 O + 2 OH − → 2 [Al(OH) 4 ] − + 3 H 2

Некоторые металлосодержащие соединения реагируют с кислотами с выделением H 2 . В анаэробных условиях гидроксид железа ( Fe(OH)
2) может окисляться протонами воды с образованием магнетита и H 2 . Этот процесс описывается реакцией Шикорра :

3 Fe(OH) 2 → Fe 3 O 4 + 2 H 2 O + H 2

Этот процесс происходит при анаэробной коррозии железа и стали в бескислородных грунтовых водах и при восстановлении почв ниже уровня грунтовых вод .

Биоводород

H 2 вырабатывается ферментами гидрогеназами при некоторых ферментациях . [122]

Уэллс

Есть скважина в Мали и месторождения в ряде других стран, например, во Франции. [123]

Приложения

Нефтехимическая промышленность

Большие количества H 2 используются при «облагораживании» ископаемого топлива . Основными потребителями H 2 являются гидродеалкилирование , гидродесульфурация и гидрокрекинг . Многие из этих реакций можно отнести к гидрогенолизу , т. е. разрыву связей водородом. Показательным является отделение серы из жидкого ископаемого топлива: [101]

Р 2 С + 2 Ч 2 → Ч 2 С + 2 Правая

гидрирование

Гидрирование , добавление H 2 к различным субстратам проводится в больших масштабах. Гидрирование N 2 для получения аммиака по процессу Габера-Боша потребляет несколько процентов энергетического бюджета всей промышленности. Полученный аммиак используется для обеспечения большей части белка, потребляемого человеком. [124] Гидрирование используется для преобразования ненасыщенных жиров и масел в насыщенные (транс) жиры и масла. Основное применение — производство маргарина . Метанол получают гидрированием углекислого газа. Это также источник водорода при производстве соляной кислоты . H 2 также используется в качестве восстановителя при превращении некоторых руд в металлы. [125]

охлаждающая жидкость

Водород обычно используется на электростанциях в качестве охлаждающей жидкости в генераторах благодаря ряду полезных свойств, которые являются прямым результатом его легких двухатомных молекул. К ним относятся низкая плотность , низкая вязкость и самая высокая удельная теплоемкость и теплопроводность среди всех газов.

Энергоноситель

Элементарный водород широко обсуждается в контексте энергетики как энергоноситель, способный помочь в декарбонизации экономики и сокращении выбросов парниковых газов. [126] [127] Следовательно, для этого необходимо производить чистый водород в количествах, необходимых для поставок в сектора и приложения, где более дешевые и более энергоэффективные альтернативы смягчения последствий ограничены. К ним относятся тяжелая промышленность и перевозки на дальние расстояния. [126] Водород является «носителем» энергии, а не энергетическим ресурсом, поскольку не существует природного источника водорода в полезных количествах. [128]

Водород можно использовать в качестве источника энергии в топливных элементах для производства электроэнергии или путем сжигания для выработки тепла. [17] Когда водород потребляется в топливных элементах, единственным выбросом в месте использования является водяной пар. [17] Сгорание водорода может привести к термическому образованию вредных оксидов азота . [17] Общие выбросы водорода в течение жизненного цикла зависят от того, как он производится. Почти весь нынешний мировой запас водорода создается из ископаемого топлива. [129] [130] Основным методом является паровая конверсия метана , при которой водород получается в результате химической реакции между водяным паром и метаном , основным компонентом природного газа. При производстве одной тонны водорода с помощью этого процесса выделяется 6,6–9,3 тонны углекислого газа. [131] Хотя улавливание и хранение углерода (CCS) могло бы устранить значительную часть этих выбросов, общий углеродный след водорода из природного газа трудно оценить по состоянию на 2021 год , отчасти из-за выбросов (включая выброшенный и неорганизованный метан ), образующихся в производстве самого природного газа. [132]

Электричество можно использовать для расщепления молекул воды, производя устойчивый водород при условии, что электричество вырабатывается экологически устойчивым способом. Однако этот процесс электролиза в настоящее время дороже, чем получение водорода из метана без CCS, а эффективность преобразования энергии по своей сути низка. [127] Водород можно производить, когда имеется избыток возобновляемой электроэнергии , а затем хранить и использовать для выработки тепла или для регенерации электроэнергии. [133] Водород, полученный посредством электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, обычно называют « зеленым водородом ». [134] В дальнейшем его можно перерабатывать в синтетическое топливо , такое как аммиак и метанол . [135]

Инновации в области электролизеров водорода могут сделать крупномасштабное производство водорода из электроэнергии более конкурентоспособным. [136] Водород, производимый таким способом, может сыграть значительную роль в декарбонизации энергетических систем, где существуют проблемы и ограничения для замены ископаемого топлива прямым использованием электроэнергии. [126]

Водородное топливо может производить интенсивное тепло, необходимое для промышленного производства стали, цемента, стекла и химикатов, тем самым способствуя декарбонизации промышленности наряду с другими технологиями, такими как электродуговые печи для производства стали. [137] Тем не менее, он, вероятно, будет играть более важную роль в обеспечении промышленного сырья для более чистого производства аммиака и органических химикатов. [126] Например, в сталелитейном производстве водород может выступать в качестве экологически чистого энергоносителя, а также в качестве низкоуглеродистого катализатора, заменяющего кокс, полученный из угля . [138] Водород, используемый для декарбонизации транспорта, вероятно, найдет свое наибольшее применение в судоходстве, авиации и, в меньшей степени, в грузовых автомобилях за счет использования синтетического топлива, полученного из водорода, такого как аммиак и метанол , а также технологии топливных элементов. [126] Для транспортных средств малой грузоподъемности, включая легковые автомобили, водород значительно отстает от других транспортных средств на альтернативном топливе , особенно по сравнению с темпами внедрения аккумуляторных электромобилей , и, возможно, не будет играть существенной роли в будущем. [139]

К недостаткам водорода как энергоносителя относятся высокие затраты на хранение и распространение из-за взрывоопасности водорода, его большого объема по сравнению с другими видами топлива и склонности к хрупкости труб. [132]

Полупроводниковая промышленность

Водород используется для насыщения разорванных («оборванных») связей аморфного кремния и аморфного углерода , что помогает стабилизировать свойства материала. [140] Он также является потенциальным донором электронов в различных оксидных материалах, включая ZnO , [141] [142] SnO 2 , CdO , MgO , [143] ZrO 2 , HfO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , SrTiO 3 , LaAlO 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrSiO 4 , HfSiO 4 и SrZrO3. [144]

Ниша и развивающееся использование

Биологические реакции

H 2 является продуктом некоторых типов анаэробного метаболизма и вырабатывается несколькими микроорганизмами , обычно в результате реакций, катализируемых железо- или никельсодержащими ферментами , называемыми гидрогеназами . Эти ферменты катализируют обратимую окислительно-восстановительную реакцию между H 2 и его компонентом, двумя протонами и двумя электронами. Образование газообразного водорода происходит при переносе восстанавливающих эквивалентов, образующихся при пируватном брожении , в воду. [154] Естественный цикл производства и потребления водорода организмами называется водородным циклом . [155] Бактерии, такие как Mycobacterium smegmatis, могут использовать небольшое количество водорода в атмосфере в качестве источника энергии, когда другие источники отсутствуют, используя гидрогеназу с небольшими каналами, которые исключают кислород и, таким образом, позволяют реакции происходить, даже если концентрация водорода очень низкий, а концентрация кислорода такая же, как в обычном воздухе. [97] [156]

Водород является наиболее распространенным элементом в человеческом организме по количеству атомов элемента , но третьим по распространенности элементом по массе. Н 2 появляется в дыхании человека вследствие метаболической активности гидрогеназосодержащих микроорганизмов в толстом кишечнике и является естественным компонентом газов . Концентрация в дыхании голодающих людей в состоянии покоя обычно составляет менее 5 частей на миллион (ppm), но может достигать 50 ppm, когда люди с кишечными расстройствами потребляют молекулы, которые они не могут усвоить во время диагностических водородных дыхательных тестов . [157]

Расщепление воды , при котором вода разлагается на составляющие ее протоны, электроны и кислород, происходит в световых реакциях у всех фотосинтезирующих организмов. Некоторые такие организмы, в том числе водоросли Chlamydomonas reinhardtii и цианобактерии , развили вторую стадию темновых реакций , в которых протоны и электроны восстанавливаются с образованием газообразного H 2 под действием специализированных гидрогеназ в хлоропластах . [158] Были предприняты усилия по генетической модификации цианобактериальных гидрогеназ для эффективного синтеза газообразного H 2 даже в присутствии кислорода. [159] Были также предприняты попытки использования генетически модифицированных водорослей в биореакторе . [160]

Безопасность и меры предосторожности

Водород представляет ряд опасностей для безопасности человека: от возможных детонаций и пожаров при смешивании с воздухом до удушливого действия в чистой, бескислородной форме. [162] Кроме того, жидкий водород является криогеном и представляет опасность (например, обморожение ), связанную с очень холодными жидкостями. [163] Водород растворяется во многих металлах и помимо утечки может оказывать на них вредное воздействие, например, водородное охрупчивание , [164] приводящее к трещинам и взрывам. [165] Водород, попадающий в наружный воздух, может самопроизвольно воспламениться. Более того, водородный огонь, хотя и очень горячий, практически невидим и поэтому может привести к случайным ожогам. [166]

Даже интерпретация данных по водороду (включая данные по безопасности) затруднена рядом явлений. Многие физические и химические свойства водорода зависят от соотношения параводород/ортоводород (при данной температуре часто требуются дни или недели для достижения равновесного соотношения, для которого обычно приводятся данные). Параметры детонации водорода, такие как критическое давление и температура детонации, сильно зависят от геометрии контейнера. [162]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Однако большая часть массы Вселенной находится не в форме барионов или химических элементов. См. темную материю и темную энергию .
  2. ^ 286 кДж/моль: энергия на моль горючего материала (молекулярного водорода).

Рекомендации

  1. ^ «Стандартные атомные массы: водород». ЦИАВ . 2009.
  2. ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; и другие. (4 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  3. ^ Виберг, Эгон; Виберг, Нильс; Холлеман, Арнольд Фредерик (2001). Неорганическая химия. Академическая пресса. п. 240. ИСБН 978-0123526519.
  4. ^ Лиде, Д.Р., изд. (2005). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». Справочник CRC по химии и физике (PDF) (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 978-0-8493-0486-6.
  5. ^ Уэст, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  6. ^ азбука «Водород». Химическая энциклопедия Ван Ностранда . Уайли-Интерсайенс. 2005. стр. 797–799. ISBN 978-0-471-61525-5.
  7. ^ abcdefghijkl Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 183–191. ISBN 978-0-19-850341-5.
  8. ^ Мишковец, Павел (апрель 2023 г.). «Игра в имена: История наименований химических элементов - часть 1 - от древности до конца 18 века». Основы химии . 25 (1): 29–51. дои : 10.1007/s10698-022-09448-5.
  9. ^ Ствертка, Альберт (1996). Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета. стр. 16–21. ISBN 978-0-19-508083-4.
  10. ^ «Водород». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 24 декабря 2021 года . Проверено 25 декабря 2021 г.
  11. ↑ Бойд, Пади (19 июля 2014 г.). «Каков химический состав звезд?». НАСА . Архивировано из оригинала 15 января 2015 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  12. ^ Танабаши и др. (2018) с. 358. Глава. 21.4.1: «Космология большого взрыва». Архивировано 29 июня 2021 года в Wayback Machine (пересмотрено в сентябре 2017 г.) К. А. Оливом и Дж. А. Пикоком . [ нужна полная цитата ]
  13. ^ Лаурсен, С.; Чанг, Дж.; Медлин, В.; Гюрмен, Н.; Фоглер, HS (27 июля 2004 г.). «Чрезвычайно краткое введение в вычислительную квантовую химию». Молекулярное моделирование в химической технологии . Университет Мичигана. Архивировано из оригинала 20 мая 2015 года . Проверено 4 мая 2015 г.
  14. ↑ Ведущий: профессор Джим Аль-Халили (21 января 2010 г.). «Открытие стихий». Химия: изменчивая история . 25:40 минута. BBC . BBC Четыре . Архивировано из оригинала 25 января 2010 года . Проверено 9 февраля 2010 г.
  15. ^ Динсер, Ибрагим; Акар, Канан (14 сентября 2015 г.). «Обзор и оценка методов производства водорода для повышения устойчивости». Международный журнал водородной энергетики . 40 (34): 11094–11111. doi :10.1016/j.ijhydene.2014.12.035. ISSN  0360-3199. Архивировано из оригинала 15 февраля 2022 года . Проверено 4 февраля 2022 г.
  16. ^ «Основы водорода - Производство». Центр солнечной энергии Флориды . 2007. Архивировано из оригинала 18 февраля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  17. ^ abcdef Льюис, Аластер К. (10 июня 2021 г.). «Оптимизация сопутствующих выгод от качества воздуха в водородной экономике: аргументы в пользу конкретных водородных стандартов выбросов NO x». Наука об окружающей среде: Атмосфера . 1 (5): 201–207. дои : 10.1039/D1EA00037C . S2CID  236732702. В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 3.0.
  18. ^ Аб Роджерс, ХК (1999). «Водородное охрупчивание металлов». Наука . 159 (3819): 1057–1064. Бибкод : 1968Sci...159.1057R. дои : 10.1126/science.159.3819.1057. PMID  17775040. S2CID  19429952.
  19. ^ «Дигидроген». O=CHem Каталог . Университет Южного Мэна . Архивировано из оригинала 13 февраля 2009 года . Проверено 6 апреля 2009 г.
  20. ^ Комитет по альтернативам и стратегиям будущего производства и использования водорода (2004). Водородная экономика: возможности, затраты, барьеры и потребности в исследованиях и разработках. Пресса национальных академий . п. 240. ИСБН 978-0-309-09163-3. Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 3 сентября 2020 г.
  21. ^ Каркасси, Миннесота; Финески, Ф. (2005). «Дефлаграция бедных смесей H 2 –воздух и CH 4 –воздух в вентилируемой многокамерной среде». Энергия . 30 (8): 1439–1451. doi :10.1016/j.energy.2004.02.012.
  22. ^ Патнаик, П. (2007). Комплексное руководство по опасным свойствам химических веществ. Уайли-Интерсайенс. п. 402. ИСБН 978-0-471-71458-3. Архивировано из оригинала 26 января 2021 года . Проверено 3 сентября 2020 г.
  23. ^ Шефер, EW; Кулатилака, В.Д.; Паттерсон, Б.Д.; Сеттерстен, ТБ (июнь 2009 г.). «Видимое излучение водородного пламени». Горение и пламя . 156 (6): 1234–1241. doi : 10.1016/j.combustflame.2009.01.011. Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 30 июня 2019 г.
  24. ^ «Мифы о катастрофе в Гинденбурге». Дирижабли.нет . Архивировано из оригинала 20 апреля 2021 года . Проверено 29 марта 2021 г.
  25. ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). Справочник CRC по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  26. ^ Клейтон, Д.Д. (2003). Справочник по изотопам в космосе: от водорода до галлия . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-82381-4.
  27. ^ Лаборатории NAAP (2009). «Энергетические уровни». Университет Небраски, Линкольн. Архивировано из оригинала 11 мая 2015 года . Проверено 20 мая 2015 г.
  28. ^ «Длина волны фотона 13,6 эВ». Вольфрам Альфа . 20 мая 2015 года. Архивировано из оригинала 12 мая 2016 года . Проверено 20 мая 2015 г.
  29. ↑ Стерн, ДП (16 мая 2005 г.). «Атомное ядро ​​и ранняя модель атома Бора». Центр космических полетов имени Годдарда НАСА (зеркало). Архивировано из оригинала 17 октября 2008 года . Проверено 20 декабря 2007 г.
  30. ↑ Стерн, Д.П. (13 февраля 2005 г.). «Волновая механика». Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Архивировано из оригинала 13 мая 2008 года . Проверено 16 апреля 2008 г.
  31. ^ Персонал (2003). «Свойства, использование, применение водорода (H2): газообразный водород и жидкий водород». Universal Industrial Gases, Inc. Архивировано из оригинала 19 февраля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  32. ^ Грин, Ричард А.; и другие. (2012). «Теория и практика гиперполяризации в магнитном резонансе с использованием параводорода». Прог. Нукл. Магн. Резон. Спектроск . 67 : 1–48. дои : 10.1016/j.pnmrs.2012.03.001. PMID  23101588. Архивировано из оригинала 28 августа 2021 года . Проверено 28 августа 2021 г.
  33. ^ "Die Entdeckung des para-Wasserstoffs (Открытие параводорода)" . Институт Макса Планка биофизической химии (на немецком языке). Архивировано из оригинала 16 ноября 2020 года . Проверено 9 ноября 2020 г.
  34. ^ Миленко, Ю. Я.; Сибилева Р.М.; Стржемечный, М.А. (1997). «Степень естественной орто-пара-конверсии в жидком и газообразном водороде». Журнал физики низких температур . 107 (1–2): 77–92. Бибкод : 1997JLTP..107...77M. дои : 10.1007/BF02396837. S2CID  120832814.
  35. ^ Хритц, Дж. (март 2006 г.). «Гл. 6 – Водород» (PDF) . Руководство по безопасности Гленна НАСА, Исследовательский центр Гленна, документ GRC-MQSA.001 . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  36. ^ Амос, Уэйд А. (1 ноября 1998 г.). «Затраты на хранение и транспортировку водорода» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. стр. 6–9. Архивировано (PDF) из оригинала 26 декабря 2014 года . Проверено 19 мая 2015 г.
  37. ^ Свадленак, Р.Э.; Скотт, AB (1957). «Превращение орто- в параводород на катализаторах оксид железа-цинк». Журнал Американского химического общества . 79 (20): 5385–5388. дои : 10.1021/ja01577a013.
  38. ^ Кларк, Дж. (2002). «Кислотность галогеноводородов». Химгид . Архивировано из оригинала 20 февраля 2008 года . Проверено 9 марта 2008 г.
  39. ↑ Кимбалл, JW (7 августа 2003 г.). «Водород». Страницы биологии Кимбалла . Архивировано из оригинала 4 марта 2008 года . Проверено 4 марта 2008 г.
  40. ^ Сборник химической терминологии IUPAC, электронная версия, Водородная связь. Архивировано 19 марта 2008 г. в Wayback Machine.
  41. ↑ Сандрок, Г. (2 мая 2002 г.). «Системы Металл-Водород». Сандианские национальные лаборатории. Архивировано из оригинала 24 февраля 2008 года . Проверено 23 марта 2008 г.
  42. ^ ab «Структура и номенклатура углеводородов». Университет Пердью. Архивировано из оригинала 11 июня 2012 года . Проверено 23 марта 2008 г.
  43. ^ «Органическая химия». Словарь.com . Издательская группа Лексико. 2008. Архивировано из оригинала 18 апреля 2008 года . Проверено 23 марта 2008 г.
  44. ^ «Биохимия». Словарь.com . Издательская группа Лексико. 2008. Архивировано из оригинала 29 марта 2008 года . Проверено 23 марта 2008 г.
  45. ^ Такешита, Т.; Уоллес, МЫ; Крейг, Р.С. (1974). «Растворимость водорода в соединениях иттрия или тория и никеля или кобальта 1:5». Неорганическая химия . 13 (9): 2282–2283. дои : 10.1021/ic50139a050.
  46. ^ Кирххайм, Р.; Мучеле, Т.; Кинингер, В.; Глейтер, Х.; Бирринджер, Р.; Кобле, Т. (1988). «Водород в аморфных и нанокристаллических металлах». Материаловедение и инженерия . 99 (1–2): 457–462. дои : 10.1016/0025-5416(88)90377-1.
  47. ^ Кирххайм, Р. (1988). «Растворимость и диффузия водорода в дефектных и аморфных металлах». Прогресс в материаловедении . 32 (4): 262–325. дои : 10.1016/0079-6425(88)90010-2.
  48. ^ Кристенсен, CH; Норсков, Дж. К.; Йоханнессен, Т. (9 июля 2005 г.). «Сделать общество независимым от ископаемого топлива – датские исследователи раскрывают новую технологию». Технический университет Дании . Архивировано из оригинала 21 мая 2015 года . Проверено 19 мая 2015 г.
  49. ^ Моерс, К. (1920). «Исследования солевого характера гидрида лития». Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 113 (191): 179–228. дои : 10.1002/zaac.19201130116. Архивировано (PDF) из оригинала 24 августа 2019 г. Проверено 24 августа 2019 г.
  50. ^ Даунс, Эй Джей; Пулхэм, ЧР (1994). «Гидриды алюминия, галлия, индия и таллия: переоценка». Обзоры химического общества . 23 (3): 175–184. дои : 10.1039/CS9942300175.
  51. ^ Хиббс, Делавэр; Джонс, К.; Смитис, Северная Каролина (1999). «Чрезвычайно стабильный комплекс тригидрида индия: синтез и характеристика [InH 3 P(C 6 H 11 ) 3 ]». Химические коммуникации (2): 185–186. дои : 10.1039/a809279f.
  52. ^ abc Мисслер, Г.Л.; Тарр, Д.А. (2003). Неорганическая химия (3-е изд.). Прентис Холл. ISBN 978-0-13-035471-6.
  53. ^ Окумура, AM; Да, ЛИ; Майерс, доктор медицинских наук; Ли, Ю.Т. (1990). «Инфракрасные спектры сольватированного иона гидроксония: колебательная предиссоциационная спектроскопия массово-селектированного H 3 O+•(H 2 O )n •(H 2 ) m ». Журнал физической химии . 94 (9): 3416–3427. дои : 10.1021/j100372a014.
  54. ^ Пердонсен, Г.; Скоррано, Г. (1977). «Равновесие протонирования в воде при нескольких температурах спиртов, простых эфиров, ацетона, диметилсульфида и диметилсульфоксида». Журнал Американского химического общества . 99 (21): 6983–6986. дои : 10.1021/ja00463a035.
  55. ^ Кэррингтон, А.; Макнаб, ИК (1989). «Инфракрасный спектр предиссоциации трехатомного катиона водорода (H 3 + )». Отчеты о химических исследованиях . 22 (6): 218–222. дои : 10.1021/ar00162a004.
  56. ^ Гуров, Ю.Б.; Алешкин Д.В.; Бер, Миннесота; Лапушкин С.В.; Морохов П.В.; Печкуров В.А.; Порошин, НО; Сандуковский В.Г.; Телькушев, М.В.; Чернышев, Б.А.; Чуренкова, ТД (2004). «Спектроскопия сверхтяжелых изотопов водорода при поглощении остановленных пионов ядрами». Физика атомных ядер . 68 (3): 491–97. Бибкод : 2005PAN....68..491G. дои : 10.1134/1.1891200. S2CID  122902571.
  57. ^ Коршенинников, А.; Никольский Е.; Кузьмин Е.; Одзава, А.; Моримото, К.; Токанай, Ф.; Канунго, Р.; Танихата, И.; и другие. (2003). «Экспериментальные доказательства существования 7 H и особой структуры 8 He». Письма о физических отзывах . 90 (8): 082501. Бибкод : 2003PhRvL..90х2501К. doi : 10.1103/PhysRevLett.90.082501. ПМИД  12633420.
  58. ^ Юри, ХК; Брикведде, ФГ; Мерфи, генеральный директор (1933). «Названия изотопов водорода». Наука . 78 (2035): 602–603. Бибкод : 1933Sci....78..602U. дои : 10.1126/science.78.2035.602. ПМИД  17797765.
  59. ^ Ода, Ю.; Накамура, Х.; Ямадзаки, Т.; Нагаяма, К.; Ёсида, М.; Канайя, С.; Икехара, М. (1992). «Исследование 1H ЯМР дейтерированной рибонуклеазы HI, избирательно меченной протонированными аминокислотами». Журнал биомолекулярного ЯМР . 2 (2): 137–47. дои : 10.1007/BF01875525. PMID  1330130. S2CID  28027551.
  60. ^ Броуд, WJ (11 ноября 1991 г.). «Прорыв в области ядерного синтеза дает надежду на будущее». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 12 февраля 2008 г.
  61. ^ аб Трауб, Р.Дж.; Дженсен, Дж. А. (июнь 1995 г.). «Тритиевые радиолюминесцентные устройства. Руководство по охране труда и технике безопасности» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. п. 2.4. Архивировано (PDF) из оригинала 6 сентября 2015 года . Проверено 20 мая 2015 г.
  62. ↑ Персонал (15 ноября 2007 г.). «Тритий». Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала 2 января 2008 года . Проверено 12 февраля 2008 г.
  63. ^ Неф, ЧР (2006). «Дейтерий-тритиевый синтез». Гиперфизика . Государственный университет Джорджии. Архивировано из оригинала 16 марта 2008 года . Проверено 8 марта 2008 г.
  64. ^ Кендалл, К.; Колдуэлл, Э. (1998). К. Кендалл; Джей Джей МакДоннелл (ред.). «Глава 2: Основы изотопной геохимии». Изотопные индикаторы в гидрологии водосборных бассейнов . Геологическая служба США: 51–86. дои : 10.1016/B978-0-444-81546-0.50009-4. Архивировано из оригинала 14 марта 2008 года . Проверено 8 марта 2008 г.
  65. ^ "Тритиевая лаборатория". Университет Майами. 2008. Архивировано из оригинала 28 февраля 2008 года . Проверено 8 марта 2008 г.
  66. ^ аб Холте, AE; Хоук, Массачусетс; Колли, Нидерланды (2004). «Потенциальная роль паразитизма в эволюции мутуализма у астигматидных клещей». Экспериментальная и прикладная акарология . 25 (2): 97–107. дои : 10.1023/А: 1010655610575. PMID  11513367. S2CID  13159020.
  67. ^ ван дер Крогт, П. (5 мая 2005 г.). «Водород». Элементимология и элементы Multidict. Архивировано из оригинала 23 января 2010 года . Проверено 20 декабря 2010 г.
  68. ^ § IR-3.3.2, Предварительные рекомендации. Архивировано 9 февраля 2016 г. в Wayback Machine , Отдел номенклатуры неорганической химии, химической номенклатуры и представления структуры, ИЮПАК. Доступ онлайн 3 октября 2007 г.
  69. ^ ИЮПАК (1997). «Муоний». В AD Макнот, А. Уилкинсон (ред.). Сборник химической терминологии (2-е изд.). Научные публикации Блэквелла . дои : 10.1351/goldbook.M04069. ISBN 978-0-86542-684-9. Архивировано из оригинала 13 марта 2008 года . Проверено 15 ноября 2016 г.
  70. ^ Фольксваген Хьюз; и другие. (1960). «Образование мюония и наблюдение его ларморовской прецессии». Письма о физических отзывах . 5 (2): 63–65. Бибкод : 1960PhRvL...5...63H. doi :10.1103/PhysRevLett.5.63.
  71. ^ Бонди, ДК; Коннор, JNL; Манц, Дж.; Ремельт, Дж. (20 октября 1983 г.). «Точное квантовое и колебательно-адиабатическое квантовое, квазиклассическое и квазиклассическое исследование коллинеарных реакций Cl + MuCl, Cl + HCl, Cl + DCl». Молекулярная физика . 50 (3): 467–488. Бибкод : 1983MolPh..50..467B. дои : 10.1080/00268978300102491. ISSN  0026-8976.
  72. ^ WH Коппенол; ИЮПАК (2001). «Названия атомов мюония и водорода и их ионов» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 73 (2): 377–380. дои : 10.1351/pac200173020377. S2CID  97138983. Архивировано (PDF) из оригинала 14 мая 2011 года . Проверено 15 ноября 2016 г.
  73. ^ Холман, Джек П. (2002). Теплопередача (9-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 600–606. ISBN 0-07-240655-0. ОСЛК  46959719.
  74. ^ Incropera 1 Девитт 2 Бергман 3 Лавин 4, Фрэнк П. 1 Дэвид П. 2 Теодор Л. 3 Адриенн С. 4 (2007). Основы тепломассообмена (6-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons, Inc., стр. 941–950. ISBN 978-0-471-45728-2. ОСЛК  62532755.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  75. ^ Бойль, Р. (1672). Трактаты, написанные достопочтенным Робертом Бойлем, содержащие новые эксперименты, затрагивающие связь между пламенем и воздухом, а также взрывы, гидростатический дискурс, вызванный некоторыми возражениями доктора Генри Мора против некоторых объяснений новых экспериментов, сделанных автором этих трактатов. К которому прилагается гидростатическое письмо, разъясняющее эксперимент о способе взвешивания воды в воде, новые эксперименты о положительной или относительной легкости тел под водой, о воздействии воздуха на тела под водой, о различии давление тяжелых твердых тел и жидкостей. Напечатано для Ричарда Дэвиса. стр. 64–65.
  76. ^ Зима, М. (2007). «Водород: исторические сведения». WebElements Ltd. Архивировано из оригинала 10 апреля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  77. ^ Шидло, ZA (2020). «Водород - некоторые исторические моменты». Химия-Дидактика-Экология-Метрология . 25 (1–2): 5–34. doi : 10.2478/cdem-2020-0001 . S2CID  231776282.
  78. ^ Рамзи, В. (1896). Газы атмосферы: История их открытия. Макмиллан. п. 19.
  79. ^ Масгрейв, А. (1976). «Почему кислород вытеснил флогистон? Исследовательские программы химической революции». В Хаусоне, К. (ред.). Метод и оценка в физических науках . Критический фон современной науки, 1800–1905 гг. Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/CBO9780511760013. ISBN 978-0-521-21110-9. Проверено 22 октября 2011 г.
  80. ↑ Кавендиш, Генри (12 мая 1766 г.). «Три статьи, содержащие эксперименты с искусственным воздухом, достопочтенного Генри Кавендиша, FRS», « Философские труды » . 56 : 141–184. Бибкод : 1766RSPT...56..141C. дои : 10.1098/rstl.1766.0019 . JSTOR  105491.
  81. ^ Ствертка, Альберт (1996). Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета. стр. 16–21. ISBN 978-0-19-508083-4.
  82. ^ Национальная ассоциация производителей электротехники (1946). Хронологическая история развития электротехники с 600 г. до н. э. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Национальная ассоциация производителей электротехники. п. 102. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 9 февраля 2016 г.
  83. ^ Стокель, Дж. Ф.; Джей Джей Данлоп; Бетц, Ф (1980). «Руководство никель-водородной батареи НТС-2 31». Журнал космических кораблей и ракет . 17 : 31–34. Бибкод : 1980JSpRo..17...31S. дои : 10.2514/3.57704.
  84. ^ Джаннетт, AG; Хойницкий, Дж. С.; МакКиссок, Д.Б.; Финканнон, Дж.; Керслейк, ТВ; Родригес, CD (июль 2002 г.). Проверка модели электрических характеристик международной космической станции с помощью орбитальной телеметрии (PDF) . МЭКЕС '02. 2002 г. 37-я Межобщественная конференция по вопросам преобразования энергии, 2002 г. стр. 45–50. doi :10.1109/IECEC.2002.1391972. hdl : 2060/20020070612 . ISBN 0-7803-7296-4. Архивировано (PDF) из оригинала 14 мая 2010 года . Проверено 11 ноября 2011 г.
  85. ^ Андерсон, премьер-министр; Койн, JW (2002). «Легкая, высоконадежная система питания с одной батареей для межпланетных космических кораблей». Материалы аэрокосмической конференции IEEE . Том. 5. С. 5–2433. дои : 10.1109/AERO.2002.1035418. ISBN 978-0-7803-7231-3. S2CID  108678345.
  86. ^ "Глобальный исследователь Марса". Astronautix.com. Архивировано из оригинала 10 августа 2009 года . Проверено 6 апреля 2009 г.
  87. ^ Лори Тяхла, изд. (7 мая 2009 г.). «Основы миссии обслуживания Хаббла 4». НАСА. Архивировано из оригинала 13 марта 2015 года . Проверено 19 мая 2015 г.
  88. ↑ Хендрикс, Сьюзен (25 ноября 2008 г.). Лори Тяхла (ред.). «Продление срока службы Хаббла с помощью новых батарей». НАСА. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 19 мая 2015 г.
  89. ^ Крепо, Р. (1 января 2006 г.). Нильс Бор: Модель атома . ISBN 978-1-4298-0723-4. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  90. ^ Берман, Р.; Кук, АХ; Хилл, RW (1956). «Криогеника». Ежегодный обзор физической химии . 7 :1–20. Бибкод : 1956ARPC....7....1B. дои : 10.1146/annurev.pc.07.100156.000245.
  91. ^ Чарльтон, Майк; Ван дер Верф, Дирк Питер (1 марта 2015 г.). «Достижения физики антиводорода». Научный прогресс . 98 (1): 34–62. дои : 10.3184/003685015X14234978376369. ПМЦ 10365473 . PMID  25942774. S2CID  23581065. 
  92. ↑ Келлербауэр, Альбан (29 января 2015 г.). «Почему антивещество имеет значение». Европейский обзор . 23 (1): 45–56. дои : 10.1017/S1062798714000532. S2CID  58906869.
  93. ^ Ганьон, С. «Водород». Джефферсонская лаборатория. Архивировано из оригинала 10 апреля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  94. ^ Хаубольд, Х.; Матай, AM (15 ноября 2007 г.). «Генерация солнечной термоядерной энергии». Колумбийский университет . Архивировано из оригинала 11 декабря 2011 года . Проверено 12 февраля 2008 г.
  95. ^ «Водород». mysite.du.edu . Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 года . Проверено 20 апреля 2008 г.
  96. ^ Сторри-Ломбарди, LJ; Вульф, AM (2000). «Обзоры для z > 3 затухающих абсорбционных систем Лайман-альфа: эволюция нейтрального газа». Астрофизический журнал . 543 (2): 552–576. arXiv : astro-ph/0006044 . Бибкод : 2000ApJ...543..552S. дои : 10.1086/317138. S2CID  120150880.
  97. ^ аб Рис Гринтер; Кропп, А.; Венугопал; и другие. (2023). «Структурные основы бактериального извлечения энергии из атмосферного водорода». Природа . 615 (7952): 541–547. Бибкод : 2023Natur.615..541G. дои : 10.1038/s41586-023-05781-7. ПМЦ 10017518 . ПМИД  36890228. 
  98. ^ Дрессельхаус, М .; и другие. (15 мая 2003 г.). «Потребности фундаментальных исследований в водородной экономике» (PDF) . Тезисы мартовского заседания APS . Аргоннская национальная лаборатория, Министерство энергетики США, Научная лаборатория Управления. 2004 : м1.001. Бибкод : 2004APS..MAR.m1001D. Архивировано из оригинала (PDF) 13 февраля 2008 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  99. ^ Группа Макколла; Группа «Ока» (22 апреля 2005 г.). «Ресурсный центр H3+». Университеты Иллинойса и Чикаго. Архивировано из оригинала 11 октября 2007 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  100. ^ Хелм, Х.; и другие. (2003), «Связь связанных состояний с состояниями континуума в нейтральном трехатомном водороде», Диссоциативная рекомбинация молекулярных ионов с электронами , факультет молекулярной и оптической физики, Фрайбургский университет, Германия, стр. 275–288, doi : 10.1007/978 -1-4615-0083-4_27, ISBN 978-1-4613-4915-0
  101. ^ Аб Бааде, Уильям Ф.; Парех, Удай Н.; Раман, Венкат С. (2001). «Водород». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . дои : 10.1002/0471238961.0825041803262116.a01.pub2. ISBN 9780471484943.
  102. ^ Фрейермут, Джордж Х. «Патент 1934 г.: «Производство водорода из метановых углеводородов действием пара при повышенной температуре»». Патентные полнотекстовые базы данных . Ведомство США по патентам и товарным знакам. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 30 октября 2020 г. .
  103. ^ Пресс, Роман Дж.; Сантанам, КСВ; Мири, Массуд Дж.; Бейли, Алла В.; Такач, Джеральд А. (2008). Введение в водородную технологию . Джон Уайли и сыновья. п. 249. ИСБН 978-0-471-77985-8.
  104. ^ abc Окстоби, DW (2002). Принципы современной химии (5-е изд.). Томсон Брукс/Коул. ISBN 978-0-03-035373-4.
  105. ^ Фундербург, Э. (2008). «Почему цены на азот такие высокие?». Благородный фонд Сэмюэля Робертса. Архивировано из оригинала 9 мая 2001 года . Проверено 11 марта 2008 г.
  106. ^ «Свойства, использование, применение водорода». Universal Industrial Gases, Inc. 2007. Архивировано из оригинала 27 марта 2008 года . Проверено 11 марта 2008 г.
  107. ^ Ханнула, Илкка (2015). «Совместное производство синтетического топлива и централизованного теплоснабжения из остатков биомассы, углекислого газа и электроэнергии: анализ эффективности и затрат». Биомасса и биоэнергетика . 74 : 26–46. doi :10.1016/j.biombioe.2015.01.006. ISSN  0961-9534.
  108. ^ Гонг, Мин; Чжоу, Ву; Цай, Мон-Че; Чжоу, Цзиган; Гуань, Минюнь; Линь, Мэн-Чанг; Чжан, Бо; Ху, Юнфэн; Ван, Ди-Янь; Ян, Цзян; Пенникук, Стивен Дж.; Хван, Бин-Джо; Дай, Хунцзе (2014). «Наноразмерные гетероструктуры оксид никеля / никеля для электрокатализа выделения активного водорода». Природные коммуникации . 5 : 4695. Бибкод : 2014NatCo...5.4695G. дои : 10.1038/ncomms5695 . PMID  25146255. S2CID  205329127.
  109. ^ Лиз, А. (2007). «Химия из соли». Би-би-си. Архивировано из оригинала 26 октября 2007 года . Проверено 11 марта 2008 г.
  110. ^ Фон Вальд, Грегори А. (2020). «Оптимизационный технико-экономический анализ пиролиза метана в расплавленных средах для снижения выбросов CO2 в промышленности». Устойчивая энергетика и топливо . Королевское химическое общество. 4 (9): 4598–4613. дои : 10.1039/D0SE00427H. S2CID  225676190. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 года . Проверено 31 октября 2020 г.
  111. ^ Шнайдер, Стефан (2020). «Современное состояние производства водорода путем пиролиза природного газа». ХимБиоИнж Обзоры . Интернет-библиотека Уайли. 7 (5): 150–158. дои : 10.1002/cben.202000014 .
  112. ^ Картрайт, Джон. «Реакция, которая навсегда даст нам чистое ископаемое топливо». Новый учёный . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 года . Проверено 30 октября 2020 г. .
  113. ^ Технологический институт Карлсруэ. «Водород из метана без выбросов CO2». Физ.орг . Архивировано из оригинала 21 октября 2020 года . Проверено 30 октября 2020 г. .
  114. ^ Апэм, Д. Честер (2017). «Каталитические расплавленные металлы для прямой конверсии метана в водород и отделяемый углерод». Наука . Американская ассоциация развития науки. 358 (6365): 917–921. Бибкод : 2017Sci...358..917U. дои : 10.1126/science.aao5023 . PMID  29146810. S2CID  206663568.
  115. ^ Кларк, Палмер (2020). «Сухой риформинг метана, катализируемый расплавленными металлическими сплавами». Природный катализ . 3 : 83–89. дои : 10.1038/s41929-019-0416-2. S2CID  210862772. Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 31 октября 2020 г.
  116. ^ Гусев, Александр. «KITT/IASS – Производство водорода без CO2 из природного газа для использования в энергии». Европейские энергетические инновации . Институт перспективных исследований в области устойчивого развития. Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 30 октября 2020 г. .
  117. ^ Фернандес, Соня. «Исследователи разрабатывают потенциально недорогую технологию с низким уровнем выбросов, которая может конвертировать метан без образования CO2». Физ-орг . Американский институт физики. Архивировано из оригинала 19 октября 2020 года . Проверено 19 октября 2020 г.
  118. ^ БАСФ. «Исследователи BASF работают над принципиально новыми низкоуглеродными процессами производства - пиролизом метана». Устойчивое развитие США . БАСФ. Архивировано из оригинала 19 октября 2020 года . Проверено 19 октября 2020 г.
  119. ↑ Веймер, Эл (25 мая 2005 г.). «Развитие термохимического производства водорода из воды на солнечной энергии» (PDF) . Проект солнечной термохимической генерации водорода. Архивировано (PDF) из оригинала 17 апреля 2007 г. Проверено 21 декабря 2008 г.
  120. ^ Перре, Р. «Развитие термохимического производства водорода из воды с помощью солнечной энергии, Водородная программа Министерства энергетики, 2007» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2010 года . Проверено 17 мая 2008 г.
  121. ^ Пармузина, А.В.; Кравченко О.В. (2008). «Активация металлического алюминия для выделения водорода из воды». Международный журнал водородной энергетики . 33 (12): 3073–3076. doi :10.1016/j.ijhydene.2008.02.025.
  122. ^ Любиц, Вольфганг; Рейерсе, Эдуард; Ван Гастель, Морис (2007). «[NiFe] и [FeFe] гидрогеназы, изученные с помощью передовых методов магнитного резонанса». Химические обзоры . 107 (10): 4331–4365. дои : 10.1021/cr050186q. ПМИД  17845059.
  123. ^ «Природный водород: потенциальный источник чистой энергии под нашими ногами». Йель E360 . Проверено 27 января 2024 г.
  124. ^ Смил, Вацлав (2004). Обогащение Земли: Фриц Хабер, Карл Бош и трансформация мирового производства продуктов питания (1-е изд.). Кембридж, Массачусетс: Массачусетский технологический институт. ISBN 978-0-262-69313-4.
  125. ^ Химические операции (15 декабря 2003 г.). «Водород». Лос-Аламосская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 4 марта 2011 года . Проверено 5 февраля 2008 г.
  126. ^ abcde МГЭИК (2022). Шукла, PR; Ски, Дж.; Слэйд, Р.; Аль Хурдаджи, А.; и другие. (ред.). Изменение климата 2022: Смягчение последствий изменения климата (PDF) . Вклад Рабочей группы III в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета (в печати). стр. 91–92. дои : 10.1017/9781009157926. ISBN 9781009157926.
  127. ^ аб Эванс, Саймон; Габбатисс, Джош (30 ноября 2020 г.). «Углубленные вопросы и ответы: нужен ли миру водород для решения проблемы изменения климата?». Карбоновое резюме . Архивировано из оригинала 1 декабря 2020 года . Проверено 1 декабря 2020 г.
  128. ^ Маккарти, Дж. (31 декабря 1995 г.). «Водород». Стэндфордский Университет . Архивировано из оригинала 14 марта 2008 года . Проверено 14 марта 2008 г.
  129. ^ Рид, Стэнли; Юинг, Джек (13 июля 2021 г.). «Водород — один из ответов на изменение климата. Получить его — трудная часть». Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 14 июля 2021 года . Проверено 14 июля 2021 г.
  130. ^ ИРЕНА (2019). Водород: перспективы возобновляемой энергетики (PDF) . п. 9. ISBN 978-92-9260-151-5. Архивировано (PDF) из оригинала 29 сентября 2021 года . Проверено 17 октября 2021 г..
  131. ^ Бонёр, Майк; Вандевалле, Лориен А.; Марин, Гай Б.; Ван Гим, Кевин М. (март 2021 г.). «Мечта или реальность? Электрификация химических производств». Журнал КЭП . Американский институт инженеров-химиков . Архивировано из оригинала 17 июля 2021 года . Проверено 6 июля 2021 г.
  132. ^ аб Гриффитс, Стив; Совакул, Бенджамин К.; Ким, Джинсу; Базилиан, Морган; и другие. (2021). «Промышленная декарбонизация с помощью водорода: критический и систематический обзор событий, социотехнических систем и вариантов политики». Энергетические исследования и социальные науки . 80:39 . doi :10.1016/j.erss.2021.102208. ISSN  2214-6296. Архивировано из оригинала 16 октября 2021 года . Проверено 11 сентября 2021 г.
  133. ^ Палис, Мэтью Дж.; Даутидис, Продромос (2020). «Использование водорода и аммиака для хранения возобновляемой энергии: географически комплексное технико-экономическое исследование». Компьютеры и химическая инженерия . 136 : 106785. doi : 10.1016/j.compchemeng.2020.106785 . ISSN  0098-1354.
  134. ^ «Водородная промышленность должна очиститься, прежде чем расширяться в новые…». Канарские СМИ . 31 августа 2021 г. Проверено 5 апреля 2023 г.
  135. ^ ИРЕНА (2021). Перспективы мирового энергетического перехода: путь к повышению температуры на 1,5°C (PDF) . стр. 12, 22. ISBN. 978-92-9260-334-2. Архивировано (PDF) из оригинала 11 июня 2021 года.
  136. ^ МЭА (2021). Net Zero к 2050 году: дорожная карта для глобального энергетического сектора (PDF) . стр. 15, 75–76. Архивировано (PDF) из оригинала 23 мая 2021 года.
  137. ^ Чельберг-Моттон, Брендан (7 февраля 2022 г.). «Декарбонизация стали набирает скорость | Argus Media». www.argusmedia.com . Проверено 7 сентября 2023 г.
  138. ^ Бланк, Томас; Молли, Патрик (январь 2020 г.). «Влияние декарбонизации водорода на промышленность» (PDF) . Институт Роки Маунтин . стр. 2, 7, 8. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2020 года.
  139. ↑ Плётц, Патрик (31 января 2022 г.). «Водородная технология вряд ли сыграет важную роль в устойчивом автомобильном транспорте». Природная электроника . 5 (1): 8–10. дои : 10.1038/s41928-021-00706-6. ISSN  2520-1131. S2CID  246465284.
  140. ^ Ле Комбер, PG; Джонс, Д.И.; Копье, МЫ (1977). «Эффект Холла и примесная проводимость в аморфном кремнии, легированном замещением». Философский журнал . 35 (5): 1173–1187. Бибкод : 1977PMag...35.1173C. дои : 10.1080/14786437708232943.
  141. ^ Ван де Валле, CG (2000). «Водород как причина легирования оксида цинка» (PDF) . Письма о физических отзывах . 85 (5): 1012–1015. Бибкод : 2000PhRvL..85.1012V. doi :10.1103/PhysRevLett.85.1012. hdl : 11858/00-001M-0000-0026-D0E6-E . PMID  10991462. Архивировано (PDF) из оригинала 15 августа 2017 года . Проверено 1 августа 2018 г.
  142. ^ Джанотти, А.; Ван Де Валле, CG (2007). «Водородные многоцентровые связи». Природные материалы . 6 (1): 44–47. Бибкод : 2007NatMa...6...44J. дои : 10.1038/nmat1795. ПМИД  17143265.
  143. ^ Килич, К.; Зунгер, Алекс (2002). «Допирование оксидов n-типа водородом». Письма по прикладной физике . 81 (1): 73–75. Бибкод : 2002АпФЛ..81...73К. дои : 10.1063/1.1482783. S2CID  96415065.
  144. ^ Павлин, PW; Робертсон, Дж. (2003). «Поведение водорода в оксидных изоляторах с высокой диэлектрической проницаемостью». Письма по прикладной физике . 83 (10): 2025–2027. Бибкод : 2003ApPhL..83.2025P. дои : 10.1063/1.1609245.
  145. ^ Дургутлу, А. (2003). «Экспериментальное исследование влияния водорода в аргоне как защитного газа на сварку TIG аустенитной нержавеющей стали». Материалы и дизайн . 25 (1): 19–23. doi :10.1016/j.matdes.2003.07.004.
  146. ^ «Сварка атомарного водорода». Специальные сварные швы. 2007. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 года.
  147. ^ Харди, WN (2003). «От H2 к криогенным H-мазерам и сверхпроводникам HiTc: маловероятный, но полезный путь». Физика C: Сверхпроводимость . 388–389: 1–6. Бибкод : 2003PhyC..388....1H. дои : 10.1016/S0921-4534(02)02591-1.
  148. ^ Альмквист, Эббе (2003). История промышленных газов. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Kluwer Academic/Plenum. стр. 47–56. ISBN 978-0-306-47277-0. Проверено 20 мая 2015 г.
  149. ↑ Блок, М. (3 сентября 2004 г.). Водород как индикаторный газ для обнаружения утечек. 16-я ВКНДТ 2004 г. Монреаль, Канада: Sensistor Technologies. Архивировано из оригинала 8 января 2009 года . Проверено 25 марта 2008 г.
  150. ^ «Отчет Комиссии по потреблению пищевых добавок» (PDF) . Евросоюз . Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2008 г. Проверено 5 февраля 2008 г.
  151. ^ Рейнш, Дж.; Кац, А.; Уин, Дж.; Апраамян, Г.; МакФарланд, Дж. Т. (1980). «Влияние изотопа дейтерия на реакцию жирной ацил-КоА-дегидрогеназы и бутирил-КоА». Ж. Биол. Хим . 255 (19): 9093–97. дои : 10.1016/S0021-9258(19)70531-6 . ПМИД  7410413.
  152. ^ «NASA/TM—2002-211915: Эксперименты с твердым водородом для атомного топлива» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 9 июля 2021 года . Проверено 2 июля 2021 г.
  153. ^ Бержерон, К.Д. (2004). «Смерть недвойного использования». Бюллетень ученых-атомщиков . 60 (1): 15–17. Бибкод : 2004BuAtS..60a..15B. дои : 10.2968/060001004. Архивировано из оригинала 19 апреля 2008 года . Проверено 13 апреля 2008 г.
  154. ^ Каммак, Р.; Робсон, Р.Л. (2001). Водород как топливо: чему учиться у природы. Taylor & Francisco Ltd., стр. 202–203. ISBN 978-0-415-24242-4. Архивировано из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 3 сентября 2020 г.
  155. ^ Ри, ТС; Бреннинкмейер, CAM; Рёкманн, Т. (19 мая 2006 г.). «Подавляющая роль почв в глобальном цикле водорода в атмосфере» (PDF) . Химия и физика атмосферы . 6 (6): 1611–1625. Бибкод : 2006ACP.....6.1611R. дои : 10.5194/acp-6-1611-2006 . Архивировано (PDF) из оригинала 24 августа 2019 г. Проверено 24 августа 2019 г.
  156. ↑ Алекс Уилкинс (8 марта 2023 г.). «Фермент почвенных бактерий вырабатывает электричество из водорода в воздухе». Новый учёный . 257 (3430): 13. Бибкод : 2023NewSc.257...13W. дои : 10.1016/S0262-4079(23)00459-1. S2CID  257625443.
  157. ^ Эйзенманн, Александр; Аманн, Антон; Саид, Майкл; Датта, Беттина; Ледоховский, Максимилиан (2008). «Проведение и интерпретация водородных дыхательных тестов» (PDF) . Журнал исследований дыхания . 2 (4): 046002. Бибкод : 2008JBR.....2d6002E. дои : 10.1088/1752-7155/2/4/046002. PMID  21386189. S2CID  31706721. Архивировано из оригинала (PDF) 29 января 2021 года . Проверено 26 декабря 2020 г.
  158. ^ Крузе, О.; Рупрехт, Дж.; Бадер, К.; Томас-Холл, С.; Шенк, ПМ; Финацци, Г.; Ханкамер, Б. (2005). «Улучшение фотобиологического производства H2 в сконструированных клетках зеленых водорослей» (PDF) . Журнал биологической химии . 280 (40): 34170–7. дои : 10.1074/jbc.M503840200 . PMID  16100118. S2CID  5373909. Архивировано (PDF) из оригинала 29 января 2021 года . Проверено 24 августа 2019 г.
  159. ^ Смит, Гамильтон О.; Сюй, Цин (2005). «IV.E.6 Водород из воды в новой рекомбинантной кислородтолерантной системе цианобактерий» (PDF) . Отчет о проделанной работе за 2005 финансовый год . Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 29 декабря 2016 года . Проверено 6 августа 2016 г.
  160. ↑ Уильямс, К. (24 февраля 2006 г.). «Жизнь в пруду: будущее энергетики». Наука . Регистр. Архивировано из оригинала 9 мая 2011 года . Проверено 24 марта 2008 г.
  161. ^ «MyChem: Химия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 октября 2018 года . Проверено 1 октября 2018 г.
  162. ^ Аб Браун, WJ; и другие. (1997). «Стандарт безопасности для водорода и водородных систем» (PDF) . НАСА . НСС 1740.16. Архивировано (PDF) из оригинала 1 мая 2017 года . Проверено 12 июля 2017 г. .
  163. ^ «Паспорт безопасности жидкого водорода» (PDF) . Praxair, Inc., сентябрь 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2008 г. . Проверено 16 апреля 2008 г.
  164. ^ "«Ошибки» и водородное охрупчивание». Science News . 128 (3): 41. 20 июля 1985 г. doi : 10.2307/3970088. JSTOR  3970088.
  165. ^ Хейс, Б. «Башня абсорбера масляного амина». ТВИ. Архивировано из оригинала 20 ноября 2008 года . Проверено 29 января 2010 г.
  166. ^ Уокер, Джеймс Л.; Уолтрип, Джон С.; Занкер, Адам (1988). «Отношения спроса и предложения молочной кислоты и магния». У Джона Дж. МакКетты; Уильям Аарон Каннингем (ред.). Энциклопедия химической обработки и дизайна . Том. 28. Нью-Йорк: Деккер. п. 186. ИСБН 978-0-8247-2478-8. Проверено 20 мая 2015 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Послушать эту статью
(2 части, 32 минуты )
Разговорная иконка Википедии
Эти аудиофайлы были созданы на основе редакции этой статьи от 28 октября 2006 г. и не отражают последующие изменения. ( 28 октября 2006 г. )
( Аудио помощь  · Больше устных статей )