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 из двухатомных молекул с формулой H2 , иногда называемый дигидрогеном , [11] но чаще называемый водородным газом , молекулярным водородом или просто водородом. Он бесцветен, не имеет запаха, [ 12] нетоксичен и очень горюч . Составляя около 75% всей нормальной материи , водород является самым распространенным химическим элементом во Вселенной . [13] [примечание 1] Звезды , включая Солнце , в основном состоят из водорода в состоянии плазмы , в то время как на Земле водород содержится в воде , органических соединениях , в виде дигидрогена и в других молекулярных формах . Самый распространенный изотоп водорода (протий, 1 H) состоит из одного протона , одного электрона и не содержит нейтронов .

В ранней Вселенной образование протонов водорода произошло в первую секунду после Большого взрыва ; нейтральные атомы водорода образовались только примерно 370 000 лет спустя во время эпохи рекомбинации , когда Вселенная остывала, а плазма остыла достаточно, чтобы электроны оставались связанными с протонами. [14] Водород, как правило, неметаллический, за исключением случаев, когда он находится под экстремальным давлением , легко образует ковалентные связи с большинством неметаллов, способствуя образованию таких соединений, как вода и различные органические вещества. Его роль имеет решающее значение в кислотно-основных реакциях , которые в основном включают обмен протонами между растворимыми молекулами. В ионных соединениях водород может принимать форму либо отрицательно заряженного аниона , где он известен как гидрид , либо положительно заряженного катиона , H + . Катион, обычно просто протон (символ p ), демонстрирует специфическое поведение в водных растворах , а в ионных соединениях включает экранирование его электрического заряда окружающими полярными молекулами или анионами. Уникальное положение водорода как единственного нейтрального атома, для которого уравнение Шредингера может быть решено напрямую, внесло значительный вклад в основополагающие принципы квантовой механики посредством исследования его энергетики и химических связей . [15]

Водородный газ был впервые получен искусственно в начале XVI века путем реакции кислот с металлами. Генри Кавендиш в 1766–1781 годах выделил водородный газ как отдельное вещество [16] и открыл его свойство производить воду при сжигании; отсюда его название означает «образующий воду» на греческом языке.

Большая часть производства водорода происходит путем паровой конверсии природного газа ; меньшая часть поступает из энергоемких методов, таких как электролиз воды . [17] [18] Его основные промышленные применения включают переработку ископаемого топлива , такую ​​как гидрокрекинг , и производство аммиака , с появляющимися применениями в топливных элементах для выработки электроэнергии и в качестве источника тепла. [19] При использовании в топливных элементах единственным выбросом водорода в точке использования является водяной пар, [19] хотя при сгорании могут образовываться оксиды азота . [19] Взаимодействие водорода с металлами может вызвать охрупчивание . [20]

Характеристики

Сгорание

Сгорание водорода с кислородом воздуха. Когда нижняя крышка снимается, позволяя воздуху поступать снизу, водород в контейнере поднимается сверху и сгорает, смешиваясь с воздухом.
Черная перевернутая воронка, из отверстия которой выходит голубое свечение.
Главный двигатель космического челнока, сжигающий водород с кислородом, на полной тяге создает почти невидимое пламя.

Водородный газ очень огнеопасен:

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

Энтальпия сгорания : −286 кДж/моль. [21]

Водородный газ образует взрывоопасные смеси с воздухом в концентрациях от 4 до 74% [22] и с хлором в концентрациях от 5 до 95%. Температура самовоспламенения водорода , температура самовозгорания на воздухе, составляет 500 °C (932 °F). [23]

Пламя

Чистое водородно-кислородное пламя излучает ультрафиолетовый свет и с высокой концентрацией кислорода почти невидимо невооруженным глазом, как показано на примере слабого шлейфа главного двигателя космического челнока по сравнению с хорошо заметным шлейфом твердотопливного ракетного ускорителя космического челнока , в котором используется композит 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. [24] Уничтожение дирижабля «Гинденбург» было печально известным примером сгорания водорода, и причина до сих пор является предметом споров. Видимое пламя на фотографиях было результатом сгорания углеродных соединений в обшивке дирижабля. [25]

Реагенты

H 2 нереакционноспособен по сравнению с двухатомными элементами, такими как галогены или кислород. Термодинамической основой этой низкой реакционной способности является очень сильная связь H–H с энергией диссоциации связи 435,7 кДж/моль. [26] Кинетической основой низкой реакционной способности является неполярная природа H 2 и его слабая поляризуемость. Он спонтанно реагирует с хлором и фтором , образуя хлористый водород и фтористый водород соответственно. [27] Реакционная способность H 2 сильно зависит от присутствия металлических катализаторов. Таким образом, в то время как смеси H 2 с O 2 или воздухом легко воспламеняются при нагревании по крайней мере до 500°C искрой или пламенем, они не реагируют при комнатной температуре в отсутствие катализатора.

Уровни энергии электронов

Рисунок светло-серого большого шара с отрезанной четвертью и черного маленького шара с числами 1,7×10−5, иллюстрирующими их относительные диаметры.
Изображение атома водорода с показанным размером центрального протона и показанным атомным диаметром, примерно в два раза превышающим радиус модели Бора (изображение не в масштабе)

Уровень энергии основного состояния электрона в атоме водорода составляет −13,6  эВ [28] , что эквивалентно ультрафиолетовому фотону с длиной волны примерно 91 нм. [29]

Уровни энергии водорода можно довольно точно рассчитать, используя модель атома Бора , в которой электрон «вращается» вокруг протона, подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца. Однако электрон и протон удерживаются вместе электростатическим притяжением, в то время как планеты и небесные объекты удерживаются гравитацией . Из-за дискретизации углового момента, постулированной в ранней квантовой механике Бором, электрон в модели Бора может занимать только определенные разрешенные расстояния от протона и, следовательно, только определенные разрешенные энергии. [30]

Более точное описание атома водорода получается из квантового анализа, который использует уравнение Шредингера , уравнение Дирака или формулировку интеграла по траектории Фейнмана для расчета плотности вероятности электрона вокруг протона. [31] Наиболее сложные формулы включают малые эффекты специальной теории относительности и поляризации вакуума . В квантово-механическом рассмотрении электрон в основном состоянии атома водорода не имеет углового момента — иллюстрируя, как «планетарная орбита» отличается от движения электрона.

Спиновые изомеры

Молекулярный H 2 существует в виде двух спиновых изомеров, т. е. соединений, которые отличаются только спиновыми состояниями своих ядер. [32] В форме ортоводорода спины двух ядер параллельны, образуя спиновое триплетное состояние , имеющее полный молекулярный спин ; в форме параводорода спины антипараллельны и образуют спиновое синглетное состояние, имеющее спин . Равновесное соотношение орто- и параводорода зависит от температуры. При комнатной температуре или выше равновесный водородный газ содержит около 25% пара-формы и 75% орто-формы. [33] Орто-форма является возбужденным состоянием , имеющим более высокую энергию, чем пара-форма, на 1,455 кДж/моль, [34] и она преобразуется в пара-форму в течение нескольких минут при охлаждении до низкой температуры. [35] Тепловые свойства форм различаются, поскольку они различаются по своим разрешенным вращательным квантовым состояниям , что приводит к различным тепловым свойствам, таким как теплоемкость. [36]

Соотношение орто-пара в H 2 является важным фактором при сжижении и хранении жидкого водорода : превращение из орто в пара является экзотермическим и производит достаточно тепла для испарения большей части жидкости, если она не преобразуется сначала в параводород в процессе охлаждения. [37] Катализаторы для орто-пара взаимопревращения, такие как оксид железа и соединения активированного угля , используются во время охлаждения водорода, чтобы избежать этой потери жидкости. [38]

Фазы

Водородный газ бесцветен и прозрачен, здесь он содержится в стеклянной ампуле .
Фазовая диаграмма водорода в логарифмических масштабах. Линии показывают границы между фазами, при этом конец линии жидкость-газ указывает на критическую точку. Тройная точка водорода находится чуть за пределами шкалы слева.
Фазовая диаграмма водорода. Шкалы температуры и давления логарифмические , поэтому одна единица соответствует 10-кратному изменению. Левый край соответствует 10 5 Па, или примерно одной атмосфере. [ требуется ссылка на изображение ]

Соединения

Ковалентные и органические соединения

Хотя H 2 не очень реактивен при стандартных условиях, он образует соединения с большинством элементов. Водород может образовывать соединения с элементами, которые являются более электроотрицательными , такими как галогены (F, Cl, Br, I) или кислород ; в этих соединениях водород принимает частичный положительный заряд. [39] При связывании с более электроотрицательным элементом, в частности, фтором , кислородом или азотом , водород может участвовать в форме нековалентной связи средней силы с другим электроотрицательным элементом с неподеленной парой, явление, называемое водородной связью , которое имеет решающее значение для стабильности многих биологических молекул. [40] [41] Водород также образует соединения с менее электроотрицательными элементами, такими как металлы и металлоиды , где он принимает частичный отрицательный заряд. Эти соединения часто известны как гидриды . [42]

Водород образует множество соединений с углеродом, называемых углеводородами , и еще больше с гетероатомами , которые из-за их связи с живыми существами называются органическими соединениями . [43] Изучение их свойств известно как органическая химия [44] , а их изучение в контексте живых организмов называется биохимией . [45] Согласно некоторым определениям, «органические» соединения должны содержать только углерод. Однако большинство из них также содержат водород, и поскольку именно связь углерод-водород придает этому классу соединений большую часть его особых химических характеристик, связи углерод-водород требуются в некоторых определениях слова «органический» в химии. [43] Известны миллионы углеводородов , и они обычно образуются сложными путями, которые редко включают элементарный водород.

Водород хорошо растворяется во многих редкоземельных и переходных металлах [46] и растворяется как в нанокристаллических, так и в аморфных металлах . [47] На растворимость водорода в металлах влияют локальные искажения или примеси в кристаллической решетке . [48] Эти свойства могут быть полезны при очистке водорода путем пропускания через горячие палладиевые диски, но высокая растворимость газа является металлургической проблемой, способствующей охрупчиванию многих металлов, [20] усложняя конструкцию трубопроводов и резервуаров для хранения. [49]

Гидриды

Образец гидрида натрия

Водородные соединения часто называют гидридами , термин, который используется довольно свободно. 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 группы 1 и 2, было продемонстрировано Мёрсом в 1920 году электролизом расплавленного гидрида лития (LiH), в результате чего на аноде получалось стехиометрическое количество водорода. [50] Для гидридов, отличных от металлов группы 1 и 2, этот термин довольно обманчив, учитывая низкую электроотрицательность водорода. Исключением в гидридах группы 2 является BeH 2 , который является полимерным. В литийалюминийгидриде анион [AlH 4 ] − несет гидридные центры, прочно прикрепленные к Al(III).

Хотя гидриды могут быть образованы почти со всеми элементами главной группы, количество и комбинация возможных соединений сильно различаются; например, известно более 100 бинарных гидридов борана, но только один бинарный гидрид алюминия. [51] Бинарный гидрид индия пока не идентифицирован, хотя существуют более крупные комплексы. [52]

В неорганической химии гидриды также могут служить мостиковыми лигандами , которые связывают два металлических центра в координационный комплекс . Эта функция особенно распространена в элементах группы 13 , особенно в боранах ( боргидридах ) и алюминиевых комплексах, а также в кластерных карборанах . [53]

Протоны и кислоты

Окисление водорода удаляет его электрон и дает H + , который не содержит электронов и ядро , которое обычно состоит из одного протона. Вот почему H + 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 сильного 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, прикрепленного к другим видам таким образом, и как таковой обозначается « H + » без какого-либо намека на то, что какие-либо отдельные протоны существуют свободно как вид.

Чтобы избежать подразумевания голого «сольватированного протона» в растворе, иногда полагают, что кислые водные растворы содержат менее маловероятный фиктивный вид, называемый « ионом гидроксония » ( [H 3 O] + ). Однако даже в этом случае такие сольватированные катионы водорода более реалистично рассматриваются как организованные в кластеры, которые образуют виды, более близкие к [H 9 O 4 ] + . [54] Другие ионы оксония обнаруживаются, когда вода находится в кислом растворе с другими растворителями. [55]

Хотя на Земле это экзотика, одним из самых распространенных ионов во Вселенной является H+3ион, известный как протонированный молекулярный водород или триводородный катион. [56]

Изотопы

Диаграмма, показывающая структуру каждого из атомов водорода-1 (массовое число 1, 1 электрон, 1 протон), водорода-2 или дейтерия (массовое число 2, 1 электрон, 1 протон, 1 нейтрон) и водорода-3 или трития (массовое число 3, 1 электрон, 1 протон, 2 нейтрона)
Три природных изотопа водорода: водород-1 (протий), водород-2 (дейтерий) и водород-3 (тритий)
Водородная разрядная (спектральная) трубка
Дейтериевая разрядная (спектральная) трубка

Водород имеет три природных изотопа, обозначаемых1
Н ,2
Рука​3
H. Другие, крайне нестабильные ядра (4
H к7
H ) были синтезированы в лаборатории, но не наблюдались в природе. [57] [58]

Уникальный среди элементов, его изотопам в общем использовании присвоены различные названия. Во время раннего изучения радиоактивности тяжелым радиоизотопам были даны собственные названия, но они в основном больше не используются. Символы D и T (вместо2
Рука​3
H ) иногда используются для дейтерия и трития, но символ P уже использовался для фосфора и, таким образом, не был доступен для протия. [68] В своих номенклатурных рекомендациях Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) допускает любой из D, T,2
Рука​3
H , хотя его следует использовать2
Рука​3
Предпочтительны H. [69]

Экзотический атом мюония (символ Мю), состоящий из антимюона и электрона , также можно считать легким радиоизотопом водорода. [70] Поскольку мюоны распадаются со временем жизни2,2  мкс , мюоний слишком нестабилен для наблюдаемой химии. [71] Тем не менее, соединения мюония являются важными тестовыми примерами для квантового моделирования из-за разницы масс между антимюоном и протоном, [72] и номенклатура ИЮПАК включает такие гипотетические соединения, как хлорид мюония (MuCl) и мюонид натрия (NaMu), аналогичные хлористому водороду и гидриду натрия соответственно. [73]

Тепловые и физические свойства

Таблица тепловых и физических свойств водорода (H 2 ) при атмосферном давлении: [74] [75]

История

Открытие и использование

Роберт Бойл

Роберт Бойль , открывший реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами

В 1671 году ирландский ученый Роберт Бойль открыл и описал реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами , в результате которой выделяется водород. [76] [77]

Приготовив соляной спирт [соляную кислоту], который необычным способом приготовления был сделан чрезвычайно острым и пронзительным, мы поместили в пузырек, способный вместить три или четыре унции воды, удобное количество стальных опилок, которые были не такими, которые обычно продаются в магазинах химикам и аптекарям (те, которые обычно недостаточно свободны от ржавчины), а такими, которые я некоторое время назад намеренно отпилил от куска хорошей стали. Этот металлический порошок, смочив в пузыре небольшим количеством менструума, затем пропитали большим количеством; после чего смесь сильно нагрелась и изрыгнула обильные и вонючие пары; которые состояли ли они полностью из летучей серы Марса [железа], или из металлических паров, участвовавших в серной природе и соединенных с солевыми испарениями менструума, нет необходимости здесь обсуждать. Но откуда бы ни исходил этот вонючий дым, он был настолько воспламеняющимся, что при приближении к нему зажженной свечи он легко загорался и довольно долго горел в устье виолы тусклым и несколько зеленоватым пламенем; и хотя это давало мало света, но с большей силой, чем можно было бы предположить.

—  Роберт Бойль, «Трактаты, написанные достопочтенным Робертом Бойлем, содержащие новые эксперименты, касающиеся связи между пламенем и воздухом...»

Слово «сернистый» может быть несколько запутанным, особенно с учетом того, что Бойль провел аналогичный эксперимент с железом и серной кислотой. [78] Однако, по всей вероятности, «сернистый» здесь следует понимать как «горючий». [79]

Генри Кавендиш

В 1766 году Генри Кавендиш был первым, кто признал водородный газ как дискретное вещество, назвав газ из реакции металла с кислотой «горючим воздухом». Он предположил, что «горючий воздух» на самом деле идентичен гипотетическому веществу « флогистон » [80] [81] и далее обнаружил в 1781 году, что газ производит воду при сгорании. Ему обычно приписывают открытие водорода как элемента. [7] [8]

Антуан Лавуазье

Антуан Лавуазье , который открыл элемент, впоследствии названный водородом

В 1783 году Антуан Лавуазье идентифицировал элемент, который стал известен как водород [82], когда он и Лаплас воспроизвели открытие Кавендиша, что вода образуется при сжигании водорода. [8] Лавуазье получил водород для своих экспериментов по сохранению массы, реагируя потоком пара с металлическим железом через раскаленную железную трубку, нагретую в огне. Анаэробное окисление железа протонами воды при высокой температуре можно схематически представить набором следующих реакций:

1) Fe + H2O → FeO + H2
2 ) Fe + 3H2O → Fe2O3 + 3H2
3 ) Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

Многие металлы, такие как цирконий, вступают в похожую реакцию с водой, что приводит к образованию водорода. [83]

19 век

Франсуа Исаак де Риваз построил первый двигатель де Риваза , двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода, в 1806 году. Эдвард Даниэль Кларк изобрел водородную газовую горелку в 1819 году. Лампа Дёберейнера и прожектор были изобретены в 1823 году. [8]

Водород был впервые сжижен Джеймсом Дьюаром в 1898 году с помощью регенеративного охлаждения и его изобретения — вакуумной колбы . [8] В следующем году он получил твердый водород . [8]

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. [8] Водород обеспечил подъемную силу для первой надежной формы воздушного путешествия после изобретения в 1852 году первого дирижабля , поднимаемого водородом , Анри Жиффаром . [8] Немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин продвигал идею жестких дирижаблей, поднимаемых водородом, которые позже были названы цеппелинами ; первый из них совершил свой первый полет в 1900 году. [8] Регулярные регулярные рейсы начались в 1910 году, и к началу Первой мировой войны в августе 1914 года они перевезли 35 000 пассажиров без серьезных инцидентов. Поднимаемые водородом дирижабли использовались в качестве наблюдательных платформ и бомбардировщиков во время войны.

Первый беспосадочный трансатлантический перелет был совершен британским дирижаблем R34 в 1919 году. Регулярное пассажирское сообщение возобновилось в 1920-х годах, а открытие запасов гелия в Соединенных Штатах обещало повышенную безопасность, но правительство США отказалось продавать газ для этой цели. Поэтому H2 использовался в дирижабле «Гинденбург» , который был уничтожен в результате пожара в воздухе над Нью-Джерси 6 мая 1937 года. [8] Инцидент транслировался в прямом эфире по радио и снимался на пленку. Широко распространено мнение, что причиной стало возгорание вытекающего водорода, но более поздние расследования указали на возгорание алюминизированного тканевого покрытия статическим электричеством . Но ущерб репутации водорода как подъемного газа уже был нанесен, и коммерческие полеты 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 . [7] Тяжёлая вода , которая состоит из дейтерия вместо обычного водорода, была открыта группой Юри в 1932 году. [8]

Турбогенератор с водородным охлаждением

Первый турбогенератор с водородным охлаждением был введен в эксплуатацию с использованием газообразного водорода в качестве охладителя в роторе и статоре в 1937 году в Дейтоне , штат Огайо, принадлежащем Dayton Power & Light Co. [84] Это было оправдано высокой теплопроводностью и очень низкой вязкостью газообразного водорода, таким образом, меньшим сопротивлением, чем у воздуха. Это наиболее распространенный охладитель, используемый для генераторов мощностью 60 МВт и более; генераторы меньшего размера обычно охлаждаются воздухом .

Никель-водородный аккумулятор

Никель -водородная батарея была впервые использована в 1977 году на борту навигационного спутника ВМС США NTS-2. [85] Международная космическая станция , [86] Mars Odyssey [87] и Mars Global Surveyor [88] 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, [89] более чем через 19 лет после запуска и на 13 лет больше их проектного срока службы. [90]

Роль в квантовой теории

Линейчатый спектр, показывающий черный фон с наложенными на него узкими линиями: фиолетовой, синей, голубой и красной.
Линии спектра излучения 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, был центральным для развития теории атомной структуры. [91] Кроме того, изучение соответствующей простоты молекулы водорода и соответствующего катиона H+2принес понимание природы химической связи , которое последовало вскоре после того, как в середине 1920-х годов была разработана квантово-механическая трактовка атома водорода.

Одним из первых явно замеченных (но не понятых в то время) квантовых эффектов было наблюдение Максвелла с участием водорода, за полвека до появления полной квантово -механической теории . Максвелл заметил, что удельная теплоемкость H 2 необъяснимым образом отличается от удельной теплоемкости двухатомного газа при температуре ниже комнатной и начинает все больше напоминать удельную теплоемкость одноатомного газа при криогенных температурах. Согласно квантовой теории, такое поведение возникает из-за расстояния между (квантованными) уровнями вращательной энергии, которые особенно широко разнесены в H 2 из-за его малой массы. Эти широко разнесенные уровни препятствуют равномерному распределению тепловой энергии во вращательное движение в водороде при низких температурах. Двухатомные газы, состоящие из более тяжелых атомов, не имеют столь широко разнесенных уровней и не проявляют того же эффекта. [92]

Антиводород (
ЧАС
) — антиматерия , аналог водорода. Она состоит из антипротона с позитроном . Антиводород — единственный тип атома антиматерии, который был получен по состоянию на 2015 год . [93] [94]

Космическая распространенность и распределение

Бело-зеленый сабо, напоминающее хлопок, на черном фоне.
NGC 604 , гигантская область ионизированного водорода в Галактике Треугольника

Водород, как атомарный H, является наиболее распространенным химическим элементом во Вселенной, составляя 75% обычной материи по массе и >90% по числу атомов. Большая часть массы Вселенной, однако, не находится в форме химического элемента типа материи, а скорее постулируется как существующая в пока еще не обнаруженных формах массы, таких как темная материя и темная энергия . [95]

Водород в большом количестве содержится в звездах и газовых гигантских планетах. Молекулярные облака H 2 связаны с образованием звезд . Водород играет жизненно важную роль в питании звезд посредством протон -протонной реакции в случае звезд с очень низкой массой, приблизительно равной 1 массе Солнца, и цикла ядерного синтеза CNO в случае звезд, более массивных, чем Солнце . [96]

Штаты

Во всей Вселенной водород в основном встречается в атомарном и плазменном состояниях, со свойствами, весьма отличными 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 (производящей свет от Солнца и других звезд). Заряженные частицы находятся под сильным влиянием магнитных и электрических полей. Например, в солнечном ветре они взаимодействуют с магнитосферой Земли , вызывая токи Биркеланда и полярные сияния .

Водород находится в нейтральном атомарном состоянии в межзвездной среде , поскольку атомы редко сталкиваются и объединяются. Они являются источником 21-сантиметровой линии водорода на частоте 1420 МГц, которая обнаруживается для исследования первичного водорода. [97] Считается, что большое количество нейтрального водорода, обнаруженного в затухающих системах Лайман-альфа, доминирует в космологической барионной плотности Вселенной вплоть до красного смещения z  = 4. [98 ]

В обычных условиях на Земле элементарный водород существует в виде двухатомного газа H 2 . Водородный газ очень редок в атмосфере Земли (около 0,53 ppm на молярной основе [99] ) из-за его легкого веса, что позволяет ему покидать атмосферу быстрее, чем более тяжелые газы. Однако водород является третьим по распространенности элементом на поверхности Земли, [100] в основном в форме химических соединений, таких как углеводороды и вода. [53]

Молекулярная форма, называемая протонированным молекулярным водородом ( H+3) находится в межзвездной среде, где он образуется в результате ионизации молекулярного водорода из космических лучей . Этот ион также наблюдался в верхней атмосфере Юпитера . Ион относительно стабилен в космическом пространстве из-за низкой температуры и плотности. H+3является одним из самых распространенных ионов во Вселенной и играет заметную роль в химии межзвездной среды. [101] Нейтральный трехатомный водород H 3 может существовать только в возбужденной форме и является нестабильным. [102] Напротив, положительный молекулярный ион водорода ( H+2) — редкая молекула во Вселенной.

Производство

Существует множество методов получения H2 , но три из них доминируют в коммерческом плане: паровой риформинг, часто сочетаемый с конверсией водяного газа, частичное окисление углеводородов и электролиз воды. [103]

Паровой риформинг

Входы и выходы реакции паровой конверсии (SMR) и конверсии водяного газа (WGS) природного газа, процесса, используемого при производстве водорода

Водород в основном производится путем паровой конверсии метана (SMR), реакции воды и метана. [104] [105] [106] Таким образом, при высокой температуре (1000–1400 К, 700–1100 °C или 1300–2000 °F) пар (водяной пар) реагирует с метаном , образуя оксид углерода и H 2 .

СН4 + Н2О → СО + 3Н2

Паровой риформинг также используется для промышленного получения аммиака.

Эта реакция благоприятна при низких давлениях, Тем не менее, проводится при высоких давлениях (2,0 МПа, 20 атм или 600  дюймов рт. ст. ), поскольку H 2 высокого давления является наиболее продаваемым продуктом, а системы очистки методом адсорбции при переменном давлении (PSA) работают лучше при более высоких давлениях. Смесь продуктов известна как « синтез-газ », поскольку она часто используется непосредственно для производства метанола и многих других соединений. Углеводороды , отличные от метана, могут использоваться для производства синтез-газа с различными соотношениями продуктов. Одним из многочисленных осложнений этой высокооптимизированной технологии является образование кокса или углерода:

СН4 → С + 2Н2

Поэтому паровой риформинг обычно использует избыток H 2 O. Дополнительный водород может быть извлечен из пара с использованием оксида углерода через реакцию конверсии водяного газа (WGS). Этот процесс требует катализатора из оксида железа : [106]

CO + H2O → CO2 + H2

Водород иногда производится и потребляется в одном и том же промышленном процессе, без разделения. В процессе Хабера для производства аммиака водород генерируется из природного газа. [107]

Частичное окисление углеводородов

Другие методы получения CO и H2 включают частичное окисление углеводородов: [ 108]

2 СН4 + О2 → 2 СО + 4 Н2

Хотя уголь и менее важен с коммерческой точки зрения, он может служить прелюдией к реакции сдвига, описанной выше: [106]

С + Н2О → СО + Н2

Установки по производству олефинов могут производить значительные количества побочного продукта – водорода, особенно при крекинге легкого сырья, такого как этан или пропан . [109]

Электролиз воды

Входы и выходы электролиза воды при производстве водорода

Электролиз воды — концептуально простой метод получения водорода.

2H2O (ж) → 2H2 ( г) + O2 ( г)

Коммерческие электролизеры используют катализаторы на основе никеля в сильнощелочном растворе. Платина — лучший катализатор, но он дорогой. [110]

Электролиз рассола для получения хлора также производит водород в качестве побочного продукта. [111]

Пиролиз метана

Водород можно получить путем пиролиза природного газа (метана).

Этот путь имеет меньший углеродный след, чем коммерческие процессы производства водорода. [112] [113] [114] [115] Разработка коммерческого процесса пиролиза метана может ускорить расширенное использование водорода в промышленных и транспортных приложениях. Пиролиз метана осуществляется путем пропускания метана через расплавленный металлический катализатор, содержащий растворенный никель . Метан преобразуется в газообразный водород и твердый углерод . [116] [117]

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

Углерод может быть продан в качестве сырья для производства или топлива, либо захоронен.

Дальнейшие исследования продолжаются в нескольких лабораториях, в том числе в Лаборатории жидких металлов в Карлсруэ [118] и в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. [119] BASF построила пилотную установку пиролиза метана. [120]

Термохимический

Более 200 термохимических циклов могут быть использованы для расщепления воды . Многие из этих циклов, такие как цикл оксида железа , цикл оксид церия (IV)–оксид церия (III) , цикл оксида цинка и цинка , цикл серы и йода , цикл меди и хлора и гибридный цикл серы были оценены на предмет их коммерческого потенциала для производства водорода и кислорода из воды и тепла без использования электричества. [121] Ряд лабораторий (в том числе во Франции , Германии , Греции , Японии и США ) разрабатывают термохимические методы производства водорода из солнечной энергии и воды. [122]

Лабораторные методы

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

Zn + 2H + → Zn 2+ + H 2

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

Fe + 2H2O → Fe(OH) 2 + H2

Многие металлы, такие как алюминий , медленно реагируют с водой, поскольку они образуют пассивированные оксидные покрытия оксидов. Однако сплав алюминия и галлия реагирует с водой. [123] При высоком pH алюминий может производить H2 :

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 → Fe3O4 + 2H2O + H2

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

Биоводород

H 2 вырабатывается ферментами гидрогеназы в некоторых процессах брожения . [124]

Уэллс

Есть скважина в Мали и месторождения в нескольких других странах, например во Франции. [125]

Приложения

Некоторые прогнозируемые виды использования в среднесрочной перспективе, но аналитики не согласны [126]

Нефтехимическая промышленность

Большие количества H 2 используются при «обновлении» ископаемого топлива . Основные потребители H 2 включают гидродесульфуризацию и гидрокрекинг . Многие из этих реакций можно классифицировать как гидрогенолиз , т.е. разрыв связей водородом. Показательным является отделение серы от жидкого ископаемого топлива: [103]

Р 2 С + 2 Ч 2 → Ч 2 С + 2 Правая

Гидрогенизация

Гидрогенизация , добавление H 2 к различным субстратам, производится в больших масштабах. Гидрогенизация N 2 для получения аммиака по процессу Габера потребляет несколько процентов энергетического бюджета во всей промышленности. Полученный аммиак используется для обеспечения большей части белка, потребляемого людьми. [127] Гидрогенизация используется для преобразования ненасыщенных жиров и масел в насыщенные (транс) жиры и масла. Основное применение — производство маргарина . Метанол получают путем гидрирования диоксида углерода. Он также является источником водорода при производстве соляной кислоты . H 2 также используется в качестве восстановителя для преобразования некоторых руд в металлы. [128]

Охлаждающая жидкость

Водород обычно используется на электростанциях в качестве охладителя в генераторах из-за ряда благоприятных 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 с потенциалом помочь декарбонизировать экономику и сократить выбросы парниковых газов. [129] [130] Поэтому это требует, чтобы водород производился чисто в количествах, которые можно было бы поставлять в сектора и приложения, где более дешевые и энергоэффективные альтернативы смягчения последствий ограничены. К ним относятся тяжелая промышленность и транспорт на большие расстояния. [129] Водород является скорее носителем энергии, чем энергетическим ресурсом, поскольку не существует естественного источника водорода в полезных количествах. [131]

Водород может быть использован в качестве источника энергии в топливных элементах для производства электроэнергии или путем сжигания для получения тепла. [19] Когда водород потребляется в топливных элементах, единственным выбросом в точке использования является водяной пар. [19] Сжигание водорода может привести к термическому образованию вредных оксидов азота . [19] Общие выбросы за жизненный цикл водорода зависят от того, как он производится. Почти весь текущий мировой запас водорода создается из ископаемого топлива. [132] [133] Основным методом является паровой риформинг метана , при котором водород производится в результате химической реакции между паром и метаном , основным компонентом природного газа. Производство одной тонны водорода с помощью этого процесса приводит к выбросам 6,6–9,3 тонны углекислого газа. [134] Хотя улавливание и хранение углерода (CCS) может устранить большую часть этих выбросов, общий углеродный след водорода из природного газа трудно оценить по состоянию на 2021 год , отчасти из-за выбросов (включая выбрасываемый и летучий метан ), образующихся при производстве самого природного газа. [135]

Электричество может быть использовано для расщепления молекул воды, производя устойчивый водород, при условии, что электричество было произведено устойчиво. Однако этот процесс электролиза в настоящее время дороже, чем создание водорода из метана без CCS, а эффективность преобразования энергии изначально низкая. [130] Водород может быть произведен, когда есть избыток переменного возобновляемого электричества , затем сохранен и использован для выработки тепла или для повторного производства электричества. [136] Водород, созданный посредством электролиза с использованием возобновляемой энергии, обычно называют « зеленым водородом ». [137] Его можно далее преобразовать в синтетическое топливо, такое как аммиак и метанол . [138]

Инновации в области водородных электролизеров могут сделать крупномасштабное производство водорода из электроэнергии более конкурентоспособным с точки зрения затрат. [139] Водород, полученный таким образом, может сыграть значительную роль в декарбонизации энергетических систем, где существуют проблемы и ограничения для замены ископаемого топлива прямым использованием электроэнергии. [129]

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 выплавки стали. [140] Однако, вероятно, оно будет играть большую роль в обеспечении промышленного сырья для более чистого производства аммиака и органических химикатов. [129] Например, в сталелитейном производстве водород может функционировать как чистый энергоноситель, а также как низкоуглеродный катализатор, заменяя кокс , полученный из угля . [141] Водород, используемый для декарбонизации транспорта, вероятно, найдет свое наибольшее применение в судоходстве, авиации и, в меньшей степени, в большегрузных транспортных средствах, за счет использования синтетического топлива, полученного из водорода, такого как аммиак и метанол , и технологии топливных элементов. [129] Для легковых транспортных средств, включая автомобили, водород значительно отстает от других транспортных средств на альтернативном топливе , особенно по сравнению со скоростью принятия аккумуляторных электромобилей , и, возможно, не будет играть значительной роли в будущем. [142]

Недостатки водорода как энергоносителя включают высокие затраты на хранение и распределение из-за взрывоопасности водорода, его большого объема по сравнению с другими видами топлива и его склонности делать трубы хрупкими. [135]

Полупроводниковая промышленность

Водород используется для насыщения разорванных («оборванных») связей аморфного кремния и аморфного углерода , что помогает стабилизировать свойства материала. [143] Он также является потенциальным донором электронов в различных оксидных материалах, включая ZnO , [144] [145] SnO 2 , CdO , MgO , [146] 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. [147]

Ниша и развивающиеся области применения

Биологические реакции

H 2 является продуктом некоторых типов анаэробного метаболизма и производится несколькими микроорганизмами , обычно посредством реакций, катализируемых железо- или никельсодержащими ферментами, называемыми гидрогеназами . Эти ферменты катализируют обратимую окислительно - восстановительную реакцию между H 2 и его компонентами двумя протонами и двумя электронами. Образование газообразного водорода происходит при переносе восстановительных эквивалентов, образующихся во время ферментации пирувата , в воду. [157] Естественный цикл производства и потребления водорода организмами называется водородным циклом . [158] 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 низкая, а концентрация кислорода такая же, как в обычном воздухе. [99] [159]

Водород является наиболее распространенным элементом в организме человека по числу атомов , но третьим по распространенности по массе. H 2 встречается в дыхании человека из-за метаболической активности микроорганизмов, содержащих гидрогеназу, 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 составлять 50 ppm, когда люди с кишечными расстройствами потребляют молекулы, которые они не могут усвоить во время диагностических тестов на водородное дыхание . [160]

Расщепление воды , при котором вода разлагается на свои компоненты протоны, электроны и кислород, происходит в световых реакциях во всех фотосинтезирующих организмах. Некоторые такие организмы, включая водоросль Chlamydomonas reinhardtii и цианобактерии , развили второй шаг в темновых реакциях , в которых протоны и электроны восстанавливаются до образования газа H2 специализированными гидрогеназами в хлоропласте . [161] Были предприняты попытки генетически модифицировать гидрогеназы цианобактерий для эффективного синтеза газа H2 даже в присутствии кислорода. [162] Также были предприняты попытки с генетически модифицированными водорослями в биореакторе . [163]

Безопасность и меры предосторожности

Водород представляет ряд опасностей для безопасности человека, от потенциальных детонаций и пожаров при смешивании с воздухом до удушающего действия в чистом виде, не содержащем кислорода . [165] Кроме того, жидкий водород является криогеном и представляет опасность (например, обморожение ), связанную с очень холодными жидкостями. [166] Водород растворяется во многих металлах и, в дополнение к утечке, может оказывать на них неблагоприятное воздействие, такое как водородная хрупкость , [167] приводящая к трещинам и взрывам. [168] Водородный газ, просачивающийся во внешний воздух, может самопроизвольно воспламеняться. Более того, водородный огонь, будучи чрезвычайно горячим, почти невидим, и поэтому может привести к случайным ожогам. [169]

Даже интерпретация данных по водороду (включая данные по безопасности) осложняется рядом явлений. Многие физические и химические свойства водорода зависят от соотношения параводорода и ортоводорода (часто требуются дни или недели при заданной температуре, чтобы достичь равновесного соотношения, для которого обычно приводятся данные). Параметры детонации водорода, такие как критическое давление и температура детонации, сильно зависят от геометрии контейнера. [165]

Смотрите также

Примечания

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

Ссылки

  1. ^ «Стандартные атомные веса: Водород». CIAAW . 2009.
  2. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 мая 2022 г.). "Стандартные атомные веса элементов 2021 г. (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. ^ Арбластер, Джон В. (2018). Избранные значения кристаллографических свойств элементов . Materials Park, Огайо: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  5. ^ Lide, DR, ред. (2005). "Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86-е изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 978-0-8493-0486-6.
  6. ^ Уист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  7. ^ abc "Hydrogen". Энциклопедия химии Ван Ностранда . Wylie-Interscience. 2005. С. 797–799. ISBN 978-0-471-61525-5.
  8. ^ abcdefghijkl Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Oxford University Press. С. 183–191. ISBN 978-0-19-850341-5.
  9. ^ Miśkowiec, Paweł (апрель 2023 г.). «Игра в названия: История наименований химических элементов — часть 1 — от античности до конца 18 века». Основы химии . 25 (1): 29–51. doi :10.1007/s10698-022-09448-5.
  10. ^ Stwertka, Albert (1996). Руководство по элементам . Oxford University Press. С. 16–21. ISBN 978-0-19-508083-4.
  11. ^ "Дигидроген". O=CHem Directory . Университет Южного Мэна . Архивировано из оригинала 13 февраля 2009 года . Получено 6 апреля 2009 года .
  12. ^ "Hydrogen". Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 24 декабря 2021 г. Получено 25 декабря 2021 г.
  13. ^ Boyd, Padi (19 июля 2014 г.). «Каков химический состав звезд?». NASA . Архивировано из оригинала 15 января 2015 г. Получено 5 февраля 2008 г.
  14. ^ Танабаши, М.; и др. (2018). "Космология Большого Взрыва" (PDF) . Physical Review D . 98 (3): 358. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . Архивировано (PDF) из оригинала 29 июня 2021 г. – через Particle Data Group at Lawrence Berkeley National Laboratory . Глава 21.4.1 - Это произошло, когда возраст Вселенной составлял около 370 000 лет.(Изменено в сентябре 2017 г.) Кейт А. Олив и Джон А. Пикок .
  15. ^ Laursen, S.; Chang, J.; Medlin, W.; Gürmen, N.; Fogler, HS (27 июля 2004 г.). "Краткое введение в вычислительную квантовую химию". Молекулярное моделирование в химической инженерии . Мичиганский университет. Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. Получено 4 мая 2015 г.
  16. ↑ Ведущий: профессор Джим Аль-Халили (21 января 2010 г.). «Открытие элементов». Химия: изменчивая история . 25:40 минут. BBC . BBC Four . Архивировано из оригинала 25 января 2010 г. Получено 9 февраля 2010 г.
  17. ^ 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. Bibcode : 2015IJHE...4011094D. doi : 10.1016/j.ijhydene.2014.12.035. ISSN  0360-3199. Архивировано из оригинала 15 февраля 2022 г. . Получено 4 февраля 2022 г. .
  18. ^ "Hydrogen Basics – Production". Florida Solar Energy Center . 2007. Архивировано из оригинала 18 февраля 2008 года . Получено 5 февраля 2008 года .
  19. ^ abcdef Льюис, Аластер К. (10 июня 2021 г.). «Оптимизация сопутствующих преимуществ качества воздуха в водородной экономике: аргументы в пользу стандартов выбросов NO x, специфичных для водорода». Науки об окружающей среде: Атмосфера . 1 (5): 201–207. doi : 10.1039/D1EA00037C . S2CID  236732702. В данной статье использован текст из этого источника, доступный по лицензии CC BY 3.0.
  20. ^ ab Rogers, HC (1999). «Водородная хрупкость металлов». Science . 159 (3819): 1057–1064. Bibcode :1968Sci...159.1057R. doi :10.1126/science.159.3819.1057. PMID  17775040. S2CID  19429952.
  21. ^ Комитет по альтернативам и стратегиям будущего производства и использования водорода (2004). Водородная экономика: возможности, затраты, барьеры и потребности в НИОКР. National Academies Press . стр. 240. ISBN 978-0-309-09163-3. Архивировано из оригинала 29 января 2021 . Получено 3 сентября 2020 .
  22. ^ Каркасси, МН; Финески, Ф. (2005). «Дефлаграции бедных смесей H 2 –воздух и CH 4 –воздух в вентилируемой многосекционной среде». Энергия . 30 (8): 1439–1451. Bibcode : 2005Ene....30.1439C. doi : 10.1016/j.energy.2004.02.012.
  23. ^ Патнаик, П. (2007). Всеобъемлющее руководство по опасным свойствам химических веществ. Wiley-Interscience. стр. 402. ISBN 978-0-471-71458-3. Архивировано из оригинала 26 января 2021 . Получено 3 сентября 2020 .
  24. ^ Шефер, Э. У.; Кулатилака, В. Д.; Паттерсон, Б. Д.; Сеттерстен, ТБ (июнь 2009 г.). «Видимое излучение водородного пламени». Горение и пламя . 156 (6): 1234–1241. Bibcode : 2009CoFl..156.1234S. doi : 10.1016/j.combustflame.2009.01.011. Архивировано из оригинала 29 января 2021 г. Получено 30 июня 2019 г.
  25. ^ "Мифы о крушении Гинденбурга". Airships.net . Архивировано из оригинала 20 апреля 2021 г. . Получено 29 марта 2021 г. .
  26. ^ Lide, David R., ред. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  27. ^ Клейтон, ДД (2003). Справочник по изотопам в космосе: от водорода до галлия . Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-82381-4.
  28. ^ NAAP Labs (2009). "Уровни энергии". Университет Небраски, Линкольн. Архивировано из оригинала 11 мая 2015 года . Получено 20 мая 2015 года .
  29. ^ "длина волны фотона 13,6 эВ". Wolfram Alpha . 20 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 12 мая 2016 г. Получено 20 мая 2015 г.
  30. ^ Stern, DP (16 мая 2005 г.). «Атомное ядро ​​и ранняя модель атома Бора». NASA Goddard Space Flight Center (зеркало). Архивировано из оригинала 17 октября 2008 г. Получено 20 декабря 2007 г.
  31. ^ Stern, DP (13 февраля 2005 г.). «Волновая механика». NASA Goddard Space Flight Center. Архивировано из оригинала 13 мая 2008 г. Получено 16 апреля 2008 г.
  32. ^ Staff (2003). "Свойства водорода (H2), использование, применение: газообразный водород и жидкий водород". Universal Industrial Gases, Inc. Архивировано из оригинала 19 февраля 2008 года . Получено 5 февраля 2008 года .
  33. ^ Грин, Ричард А.; и др. (2012). «Теория и практика гиперполяризации в магнитном резонансе с использованием параводорода». Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc . 67 : 1–48. Bibcode :2012PNMRS..67....1G. doi :10.1016/j.pnmrs.2012.03.001. PMID  23101588. Архивировано из оригинала 28 августа 2021 г. Получено 28 августа 2021 г.
  34. ^ "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.
  35. ^ Миленко, Ю. Я.; Сибилева, Р. М.; Стржемечный, М. А. (1997). "Естественная орто-пара-конверсия в жидком и газообразном водороде". Журнал физики низких температур . 107 (1–2): 77–92. Bibcode :1997JLTP..107...77M. doi :10.1007/BF02396837. S2CID  120832814.
  36. ^ Hritz, J. (март 2006 г.). "Гл. 6 – Водород" (PDF) . NASA Glenn Research Center Glenn Safety Manual, Document GRC-MQSA.001 . NASA. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2008 г. . Получено 5 февраля 2008 г. .
  37. ^ Амос, Уэйд А. (1 ноября 1998 г.). «Стоимость хранения и транспортировки водорода» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемой энергии. стр. 6–9. Архивировано (PDF) из оригинала 26 декабря 2014 г. . Получено 19 мая 2015 г. .
  38. ^ Svadlenak, RE; Scott, AB (1957). «Преобразование орто- в параводород на катализаторах оксид железа-оксид цинка». Журнал Американского химического общества . 79 (20): 5385–5388. doi :10.1021/ja01577a013.
  39. ^ Кларк, Дж. (2002). «Кислотность галогенидов водорода». Chemguide . Архивировано из оригинала 20 февраля 2008 г. Получено 9 марта 2008 г.
  40. ^ Кимбалл, Дж. У. (7 августа 2003 г.). «Водород». Страницы биологии Кимбалла . Архивировано из оригинала 4 марта 2008 г. Получено 4 марта 2008 г.
  41. ^ IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Электронная версия, Hydrogen Bond Архивировано 19 марта 2008 г. на Wayback Machine
  42. ^ Sandrock, G. (2 мая 2002 г.). «Металл-водородные системы». Sandia National Laboratories. Архивировано из оригинала 24 февраля 2008 г. Получено 23 марта 2008 г.
  43. ^ ab "Структура и номенклатура углеводородов". Университет Пердью. Архивировано из оригинала 11 июня 2012 года . Получено 23 марта 2008 года .
  44. ^ "Органическая химия". Dictionary.com . Lexico Publishing Group. 2008. Архивировано из оригинала 18 апреля 2008 года . Получено 23 марта 2008 года .
  45. ^ "Биохимия". Dictionary.com . Lexico Publishing Group. 2008. Архивировано из оригинала 29 марта 2008. Получено 23 марта 2008 .
  46. ^ Такешита, Т.; Уоллес, В. Э.; Крейг, Р. С. (1974). «Растворимость водорода в соединениях 1:5 между иттрием или торием и никелем или кобальтом». Неорганическая химия . 13 (9): 2282–2283. doi :10.1021/ic50139a050.
  47. ^ 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.
  48. ^ Кирхгейм, Р. (1988). «Растворимость и диффузия водорода в дефектных и аморфных металлах». Progress in Materials Science . 32 (4): 262–325. doi :10.1016/0079-6425(88)90010-2.
  49. ^ Christensen, CH; Nørskov, JK; Johannessen, T. (9 июля 2005 г.). «Сделать общество независимым от ископаемого топлива — датские исследователи раскрывают новую технологию». Технический университет Дании . Архивировано из оригинала 21 мая 2015 г. Получено 19 мая 2015 г.
  50. ^ 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 года . Проверено 24 августа 2019 г.
  51. ^ Даунс, А. Дж.; Пулхэм, К. Р. (1994). «Гидриды алюминия, галлия, индия и таллия: переоценка». Chemical Society Reviews . 23 (3): 175–184. doi :10.1039/CS9942300175.
  52. ^ Хиббс, Д.Э.; Джонс, К.; Смитис, Н.А. (1999). «Удивительно стабильный комплекс тригидрида индия: синтез и характеристика [InH 3 P(C 6 H 11 ) 3 ]». Chemical Communications (2): 185–186. doi :10.1039/a809279f.
  53. ^ abc Miessler, GL; Tarr, DA (2003). Неорганическая химия (3-е изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-035471-6.
  54. ^ Окумура, AM; Йе, LI; Майерс, JD; Ли, YT (1990). «Инфракрасные спектры сольватированного иона гидроксония: колебательная предиссоциационная спектроскопия масс-селективных H 3 O+•(H 2 O )n •(H 2 ) m ». Журнал физической химии . 94 (9): 3416–3427. doi :10.1021/j100372a014.
  55. ^ Пердончин, Г.; Скоррано, Г. (1977). «Равновесия протонирования в воде при нескольких температурах спиртов, эфиров, ацетона, диметилсульфида и диметилсульфоксида». Журнал Американского химического общества . 99 (21): 6983–6986. doi :10.1021/ja00463a035.
  56. ^ Кэррингтон, А.; Макнаб, ИР (1989). «Инфракрасный спектр предиссоциации трехатомного катиона водорода (H 3 + )». Accounts of Chemical Research . 22 (6): 218–222. doi :10.1021/ar00162a004.
  57. ^ 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.
  58. ^ Коршенинников, А.; Никольский, Е.; Кузьмин, Е.; Озава, А.; Моримото, К.; Токанай, Ф.; Канунго, Р.; Танихата, И.; и др. (2003). "Экспериментальные доказательства существования 7 H и конкретной структуры 8 He". Physical Review Letters . 90 (8): 082501. Bibcode :2003PhRvL..90h2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.90.082501. PMID  12633420.
  59. ^ Юри, ХК; Брикведде, ФГ; Мерфи, ГМ (1933). «Имена изотопов водорода». Science . 78 (2035): 602–603. Bibcode :1933Sci....78..602U. doi :10.1126/science.78.2035.602. PMID  17797765.
  60. ^ Ода, Y.; Накамура, H.; Ямазаки, T.; Нагаяма, K.; Йошида, M.; Каная, S.; Икехара, M. (1992). «1H ЯМР-исследования дейтерированной рибонуклеазы HI, селективно меченой протонированными аминокислотами». Журнал биомолекулярного ЯМР . 2 (2): 137–47. doi :10.1007/BF01875525. PMID  1330130. S2CID  28027551.
  61. ^ Broad, WJ (11 ноября 1991 г.). «Прорыв в ядерном синтезе дает надежду на энергию будущего». The New York Times . Архивировано из оригинала 29 января 2021 г. Получено 12 февраля 2008 г.
  62. ^ ab Traub, RJ; Jensen, JA (июнь 1995 г.). "Тритиевые радиолюминесцентные устройства, Руководство по охране труда и технике безопасности" (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. стр. 2.4. Архивировано (PDF) из оригинала 6 сентября 2015 г. . Получено 20 мая 2015 г. .
  63. ↑ Staff (15 ноября 2007 г.). «Тритий». Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала 2 января 2008 г. Получено 12 февраля 2008 г.
  64. ^ Nave, CR (2006). "Слияние дейтерия и трития". HyperPhysics . Georgia State University. Архивировано из оригинала 16 марта 2008 года . Получено 8 марта 2008 года .
  65. ^ Кендалл, К.; Колдуэлл, Э. (1998). К. Кендалл; Дж. Дж. Макдоннелл (ред.). "Глава 2: Основы изотопной геохимии". Изотопные трассеры в гидрологии водосбора . Геологическая служба США: 51–86. doi :10.1016/B978-0-444-81546-0.50009-4. Архивировано из оригинала 14 марта 2008 г. Получено 8 марта 2008 г.
  66. ^ "The Tritium Laboratory". Университет Майами. 2008. Архивировано из оригинала 28 февраля 2008 года . Получено 8 марта 2008 года .
  67. ^ ab Holte, AE; Houck, MA; Collie, NL (2004). «Потенциальная роль паразитизма в эволюции мутуализма у клещей-астигматид». Experimental and Applied Acarology . 25 (2): 97–107. doi :10.1023/A:1010655610575. PMID  11513367. S2CID  13159020.
  68. ^ van der Krogt, P. (5 мая 2005 г.). "Hydrogen". Elementymology & Elements Multidict. Архивировано из оригинала 23 января 2010 г. Получено 20 декабря 2010 г.
  69. ^ § IR-3.3.2, Временные рекомендации, архивировано 9 февраля 2016 г. в Wayback Machine , Номенклатура неорганической химии, Отдел химической номенклатуры и представления структур, ИЮПАК. Доступ онлайн 3 октября 2007 г.
  70. ^ IUPAC (1997). "Мюоний". В AD McNaught, A. Wilkinson (ред.). Compendium of Chemical Terminology (2-е изд.). Blackwell Scientific Publications . doi :10.1351/goldbook.M04069. ISBN 978-0-86542-684-9. Архивировано из оригинала 13 марта 2008 . Получено 15 ноября 2016 .
  71. ^ VW Hughes; et al. (1960). «Формирование мюония и наблюдение его ларморовской прецессии». Physical Review Letters . 5 (2): 63–65. Bibcode : 1960PhRvL...5...63H. doi : 10.1103/PhysRevLett.5.63.
  72. ^ Бонди, Д.К.; Коннор, Дж.Н.Л.; Манц, Дж.; Рёмельт, Дж. (20 октября 1983 г.). «Точное квантовое и колебательно-адиабатическое квантовое, полуклассическое и квазиклассическое исследование коллинеарных реакций Cl + MuCl, Cl + HCl, Cl + DCl». Молекулярная физика . 50 (3): 467–488. Bibcode : 1983MolPh..50..467B. doi : 10.1080/00268978300102491. ISSN  0026-8976.
  73. ^ WH Koppenol; IUPAC (2001). "Names for muonium and hydro atoms and their ions" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 73 (2): 377–380. doi :10.1351/pac200173020377. S2CID  97138983. Архивировано (PDF) из оригинала 14 мая 2011 г. . Получено 15 ноября 2016 г. .
  74. ^ Холман, Джек П. (2002). Теплопередача (9-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill. С. 600–606. ISBN 0-07-240655-0. OCLC  46959719.
  75. ^ Инкропера, Фрэнк П .; Девитт, Дэвид П.; Бергман, Теодор Л.; Лавин, Адриенн С. (2007). Основы тепло- и массопереноса (6-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons, Inc., стр. 941–950. ISBN 978-0-471-45728-2. OCLC  62532755.
  76. ^ Boyle, R. (1672). Трактаты, написанные достопочтенным Робертом Бойлем, содержащие новые эксперименты, касающиеся связи между пламенем и воздухом, и о взрывах, гидростатическое рассуждение, вызванное некоторыми возражениями доктора Генри Мора против некоторых объяснений новых экспериментов, сделанных автором этих трактатов: К которым прилагается гидростатическое письмо, разъясняющее эксперимент о способе взвешивания воды в воде, новые эксперименты, о положительной или относительной левитации тел под водой, о пружинистости воздуха на телах под водой, о различном давлении тяжелых твердых тел и жидкостей. Напечатано для Ричарда Дэвиса. стр. 64–65.
  77. ^ Winter, M. (2007). "Hydrogen: historic information". WebElements Ltd. Архивировано из оригинала 10 апреля 2008 года . Получено 5 февраля 2008 года .
  78. ^ Szydło, ZA (2020). «Водород — некоторые исторические моменты». Химия-Дидактика-Экология-Метрология . 25 (1–2): 5–34. doi : 10.2478/cdem-2020-0001 . S2CID  231776282.
  79. ^ Рэмзи, У. (1896). Газы атмосферы: История их открытия. Macmillan. стр. 19.
  80. ^ Масгрейв, А. (1976). «Почему кислород вытеснил флогистон? Исследовательские программы в химической революции». В Howson, C. (ред.). Метод и оценка в физических науках . Критический фон современной науки, 1800–1905. Cambridge University Press. doi : 10.1017/CBO9780511760013. ISBN 978-0-521-21110-9. Получено 22 октября 2011 г.
  81. ↑ Кавендиш, Генри (12 мая 1766 г.). «Три статьи, содержащие эксперименты с искусственным воздухом, достопочтенного Генри Кавендиша, члена Королевского общества» Philosophical Transactions . 56 : 141–184. Bibcode : 1766RSPT...56..141C. doi : 10.1098/rstl.1766.0019 . JSTOR  105491.
  82. ^ Stwertka, Albert (1996). Руководство по элементам . Oxford University Press. С. 16–21. ISBN 978-0-19-508083-4.
  83. ^ Нортвуд, DO; Косасих, U. (1983). «Гидриды и замедленное водородное растрескивание в цирконии и его сплавах». International Metals Reviews . 28 (1): 92–121. doi :10.1179/imtr.1983.28.1.92. ISSN  0308-4590.
  84. ^ Национальная ассоциация производителей электрооборудования (1946). Хронологическая история развития электротехники с 600 г. до н. э. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Национальная ассоциация производителей электрооборудования. стр. 102. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Получено 9 февраля 2016 г.
  85. ^ Stockel, JF; jd Dunlop; Betz, F (1980). "Характеристики никель-водородной батареи NTS-2 31". Журнал космических аппаратов и ракет . 17 : 31–34. Bibcode :1980JSpRo..17...31S. doi :10.2514/3.57704.
  86. ^ Jannette, AG; Hojnicki, JS; McKissock, DB; Fincannon, J.; Kerslake, TW; Rodriguez, CD (июль 2002 г.). Проверка модели электрических характеристик международной космической станции с помощью орбитальной телеметрии (PDF) . IECEC '02. 2002 37-я межобщественная конференция по инженерному преобразованию 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 г. . Получено 11 ноября 2011 г. .
  87. ^ Андерсон, П. М.; Койн, Дж. В. (2002). «Легкая, высоконадежная система питания с одной батареей для межпланетных космических аппаратов». Труды, IEEE Aerospace Conference . Том 5. С. 5–2433. doi :10.1109/AERO.2002.1035418. ISBN 978-0-7803-7231-3. S2CID  108678345.
  88. ^ "Mars Global Surveyor". Astronautix.com. Архивировано из оригинала 10 августа 2009 года . Получено 6 апреля 2009 года .
  89. ↑ Лори Тайла, ред. (7 мая 2009 г.). «Hubble maintenance mission 4 essentials». NASA. Архивировано из оригинала 13 марта 2015 г. Получено 19 мая 2015 г.
  90. ↑ Хендрикс, Сьюзан (25 ноября 2008 г.). Лори Тайла (ред.). «Продление срока службы миссии Хаббла с помощью новых батарей». NASA. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. Получено 19 мая 2015 г.
  91. ^ Крепо, Р. (1 января 2006 г.). Нильс Бор: Модель атома . Великие научные умы. ISBN 978-1-4298-0723-4.
  92. ^ Берман, Р.; Кук, AH; Хилл, RW (1956). «Криогеника». Ежегодный обзор физической химии . 7 : 1–20. Bibcode :1956ARPC....7....1B. doi :10.1146/annurev.pc.07.100156.000245.
  93. ^ Чарльтон, Майк; Ван дер Верф, Дирк Питер (1 марта 2015 г.). «Достижения в физике антиводорода». Science Progress . 98 (1): 34–62. doi :10.3184/003685015X14234978376369. PMC 10365473 . PMID  25942774. S2CID  23581065. 
  94. ^ Келлербауэр, Албан (29 января 2015 г.). «Почему антиматерия имеет значение». European Review . 23 (1): 45–56. doi :10.1017/S1062798714000532. S2CID  58906869.
  95. ^ Gagnon, S. "Hydrogen". Jefferson Lab. Архивировано из оригинала 10 апреля 2008 года . Получено 5 февраля 2008 года .
  96. ^ Haubold, H.; Mathai, AM (15 ноября 2007 г.). "Solar Thermonuclear Energy Generation". Колумбийский университет . Архивировано из оригинала 11 декабря 2011 г. Получено 12 февраля 2008 г.
  97. ^ "Hydrogen". mysite.du.edu . Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 . Получено 20 апреля 2008 .
  98. ^ Storrie-Lombardi, LJ; Wolfe, AM (2000). "Обзоры систем поглощения затухающего Лаймана-альфа при z > 3: эволюция нейтрального газа". Astrophysical Journal . 543 (2): 552–576. arXiv : astro-ph/0006044 . Bibcode :2000ApJ...543..552S. doi :10.1086/317138. S2CID  120150880.
  99. ^ ab Rhys Grinter; Kropp, A.; Venugopal; et al. (2023). «Структурная основа бактериального извлечения энергии из атмосферного водорода». Nature . 615 (7952): 541–547. Bibcode :2023Natur.615..541G. doi :10.1038/s41586-023-05781-7. PMC 10017518 . PMID  36890228. 
  100. ^ Дрессельхаус, М. ; и др. (15 мая 2003 г.). "Потребности в фундаментальных исследованиях для водородной экономики" (PDF) . Тезисы мартовского заседания APS . 2004 г. Аргоннская национальная лаборатория, Министерство энергетики США, Офис научной лаборатории: m1.001. Bibcode :2004APS..MAR.m1001D. Архивировано из оригинала (PDF) 13 февраля 2008 г. Получено 5 февраля 2008 г.
  101. ^ McCall Group; Oka Group (22 апреля 2005 г.). "H3+ Resource Center". Университеты Иллинойса и Чикаго. Архивировано из оригинала 11 октября 2007 г. Получено 5 февраля 2008 г.
  102. ^ Хельм, Х. и др. (2003), «Связь связанных состояний с состояниями непрерывного спектра в нейтральном трехатомном водороде», Диссоциативная рекомбинация молекулярных ионов с электронами , Кафедра 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
  103. ^ ab Baade, William F.; Parekh, Uday N.; Raman, Venkat S. (2001). "Водород". Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . doi :10.1002/0471238961.0825041803262116.a01.pub2. ISBN 9780471484943.
  104. ^ Фрейермут, Джордж Х. «Патент 1934 года: «Производство водорода из метановых углеводородов под действием пара при повышенной температуре»». Базы данных полных текстов патентов . Патентное и товарное ведомство США. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 г. . Получено 30 октября 2020 г. .
  105. ^ Press, Roman J.; Santhanam, KSV; Miri, Massoud J.; Bailey, Alla V.; Takacs, Gerald A. (2008). Введение в водородную технологию . John Wiley & Sons. стр. 249. ISBN 978-0-471-77985-8.
  106. ^ abc Oxtoby, DW (2002). Принципы современной химии (5-е изд.). Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-03-035373-4.
  107. ^ Фундербург, Э. (2008). «Почему цены на азот такие высокие?». Фонд Сэмюэля Робертса Нобла. Архивировано из оригинала 9 мая 2001 г. Получено 11 марта 2008 г.
  108. ^ "Свойства водорода, использование, применение". Universal Industrial Gases, Inc. 2007. Архивировано из оригинала 27 марта 2008 года . Получено 11 марта 2008 года .
  109. ^ Ханнула, Илкка (2015). «Совместное производство синтетического топлива и централизованного теплоснабжения из остатков биомассы, углекислого газа и электроэнергии: анализ производительности и стоимости». Биомасса и биоэнергия . 74 : 26–46. Bibcode : 2015BmBe...74...26H. doi : 10.1016/j.biombioe.2015.01.006. ISSN  0961-9534.
  110. ^ 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.
  111. ^ Лис, А. (2007). "Химические вещества из соли". BBC. Архивировано из оригинала 26 октября 2007 года . Получено 11 марта 2008 года .
  112. ^ Фон Вальд, Грегори А. (2020). «Оптимизационный технико-экономический анализ пиролиза метана в расплавленной среде для сокращения выбросов CO2 в промышленном секторе». Sustainable Energy & Fuels . 4 (9). Королевское химическое общество: 4598–4613. doi :10.1039/D0SE00427H. S2CID  225676190. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 г. Получено 31 октября 2020 г.
  113. ^ Шнайдер, Стефан (2020). «Современное состояние производства водорода с помощью пиролиза природного газа». Обзоры ChemBioEng . 7 (5). Онлайн-библиотека Wiley: 150–158. doi : 10.1002/cben.202000014 .
  114. ^ Картрайт, Джон. «Реакция, которая даст нам чистое ископаемое топливо навсегда». New Scientist . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 г. Получено 30 октября 2020 г.
  115. ^ Технологический институт Карлсруэ. «Водород из метана без выбросов CO2». Phys.Org . Архивировано из оригинала 21 октября 2020 г. Получено 30 октября 2020 г.
  116. ^ Upham, D. Chester (2017). «Каталитические расплавленные металлы для прямого преобразования метана в водород и отделяемый углерод». Science . 358 (6365). Американская ассоциация содействия развитию науки: 917–921. Bibcode :2017Sci...358..917U. doi : 10.1126/science.aao5023 . PMID  29146810. S2CID  206663568.
  117. ^ Кларк, Палмер (2020). «Сухой риформинг метана, катализируемый расплавленными металлическими сплавами». Nature Catalysis . 3 : 83–89. doi :10.1038/s41929-019-0416-2. S2CID  210862772. Архивировано из оригинала 29 января 2021 г. Получено 31 октября 2020 г.
  118. ^ Гусев, Александр. "KITT/IASS – Производство водорода из природного газа без CO2 для использования в энергетике". European Energy Innovation . Institute for Advanced Sustainability Studies. Архивировано из оригинала 29 января 2021 г. Получено 30 октября 2020 г.
  119. ^ Фернандес, Соня. «Исследователи разрабатывают потенциально недорогую технологию с низким уровнем выбросов, которая может преобразовывать метан без образования CO2». Phys-Org . Американский институт физики. Архивировано из оригинала 19 октября 2020 г. Получено 19 октября 2020 г.
  120. ^ BASF. "Исследователи BASF работают над принципиально новыми, низкоуглеродными производственными процессами, пиролизом метана". Устойчивое развитие США . BASF. Архивировано из оригинала 19 октября 2020 г. Получено 19 октября 2020 г.
  121. ^ Weimer, Al (25 мая 2005 г.). "Разработка термохимического производства водорода из воды на солнечной энергии" (PDF) . Проект по производству водорода на солнечной энергии. Архивировано (PDF) из оригинала 17 апреля 2007 г. . Получено 21 декабря 2008 г. .
  122. ^ Перре, Р. "Разработка термохимического производства водорода из воды на солнечной энергии, Программа по водороду Министерства энергетики США, 2007" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2010 г. . Получено 17 мая 2008 г. .
  123. ^ Пармузина, АВ; Кравченко, ОВ (2008). «Активация металлического алюминия для выделения водорода из воды». Международный журнал водородной энергетики . 33 (12): 3073–3076. Bibcode :2008IJHE...33.3073P. doi :10.1016/j.ijhydene.2008.02.025.
  124. ^ Любиц, Вольфганг; Рейерсе, Эдуард; Ван Гастель, Морис (2007). «[NiFe] и [FeFe] гидрогеназы, изученные с помощью современных методов магнитного резонанса». Chemical Reviews . 107 (10): 4331–4365. doi :10.1021/cr050186q. PMID  17845059.
  125. ^ «Природный водород: потенциальный источник чистой энергии под нашими ногами». Yale E360 . Получено 27 января 2024 г.
  126. ^ Барнард, Майкл (22 октября 2023 г.). «Что нового на ступенях водородной лестницы Либрайха?». CleanTechnica . Получено 10 марта 2024 г.
  127. ^ Смил, Вацлав (2004). Обогащение Земли: Фриц Хабер, Карл Бош и трансформация мирового производства продовольствия (1-е изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT. ISBN 978-0-262-69313-4.
  128. ↑ Chemistry Operations (15 декабря 2003 г.). «Водород». Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Архивировано из оригинала 4 марта 2011 г. Получено 5 февраля 2008 г.
  129. ^ abcde IPCC (2022). Shukla, PR; Skea, J.; Slade, R.; Al Khourdajie, A.; et al. (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, Нью-Йорк, США: Cambridge University Press (в печати). стр. 91–92. doi : 10.1017/9781009157926. ISBN 9781009157926.
  130. ^ ab Evans, Simon; Gabbatiss, Josh (30 ноября 2020 г.). «Подробные вопросы и ответы: нужен ли миру водород для решения проблемы изменения климата?». Carbon Brief . Архивировано из оригинала 1 декабря 2020 г. . Получено 1 декабря 2020 г. .
  131. ^ Маккарти, Дж. (31 декабря 1995 г.). «Водород». Стэнфордский университет . Архивировано из оригинала 14 марта 2008 г. Получено 14 марта 2008 г.
  132. ^ Рид, Стэнли; Юинг, Джек (13 июля 2021 г.). «Водород — один из ответов на изменение климата. Его получение — самая сложная часть». The New York Times . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 14 июля 2021 г. . Получено 14 июля 2021 г. .
  133. ^ IRENA (2019). Водород: перспектива возобновляемой энергии (PDF) . стр. 9. ISBN 978-92-9260-151-5. Архивировано (PDF) из оригинала 29 сентября 2021 г. . Получено 17 октября 2021 г. ..
  134. ^ Bonheure, Mike; Vandewalle, Laurien A.; Marin, Guy B.; Van Geem, Kevin M. (март 2021 г.). «Мечта или реальность? Электрификация химической промышленности». Журнал CEP . Американский институт инженеров-химиков . Архивировано из оригинала 17 июля 2021 г. . Получено 6 июля 2021 г. .
  135. ^ ab Griffiths, Steve; Sovacool, Benjamin K.; Kim, Jinsoo; Bazilian, Morgan; et al. (2021). «Промышленная декарбонизация с помощью водорода: критический и систематический обзор разработок, социально-технических систем и вариантов политики». Energy Research & Social Science . 80 : 39. Bibcode :2021ERSS...8002208G. doi :10.1016/j.erss.2021.102208. ISSN  2214-6296. Архивировано из оригинала 16 октября 2021 г. . Получено 11 сентября 2021 г. .
  136. ^ Palys, Matthew J.; Daoutidis, Prodromos (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.
  137. ^ «Водородная промышленность должна очистить себя, прежде чем расширяться в новые…». Canary Media . 31 августа 2021 г. Получено 5 апреля 2023 г.
  138. ^ IRENA (2021). Прогноз мировых энергетических переходов: путь 1,5°C (PDF) . стр. 12, 22. ISBN 978-92-9260-334-2. Архивировано (PDF) из оригинала 11 июня 2021 г.
  139. ^ МЭА (2021). Чистый ноль к 2050 году: дорожная карта для мирового энергетического сектора (PDF) . стр. 15, 75–76. Архивировано (PDF) из оригинала 23 мая 2021 г.
  140. ^ Кьельберг-Моттон, Брендан (7 февраля 2022 г.). «Декарбонизация стали набирает скорость | Argus Media». www.argusmedia.com . Получено 7 сентября 2023 г. .
  141. ^ Бланк, Томас; Молли, Патрик (январь 2020 г.). «Влияние декарбонизации водорода на промышленность» (PDF) . Rocky Mountain Institute . стр. 2, 7, 8. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2020 г.
  142. ^ Плётц, Патрик (31 января 2022 г.). «Водородная технология вряд ли сыграет важную роль в устойчивом дорожном транспорте». Nature Electronics . 5 (1): 8–10. doi :10.1038/s41928-021-00706-6. ISSN  2520-1131. S2CID  246465284.
  143. ^ Le Comber, PG; Jones, DI; Spear, WE (1977). «Эффект Холла и примесная проводимость в замещенно-легированном аморфном кремнии». Philosophical Magazine . 35 (5): 1173–1187. Bibcode : 1977PMag...35.1173C. doi : 10.1080/14786437708232943.
  144. ^ Van de Walle, CG (2000). «Водород как причина легирования оксида цинка» (PDF) . Physical Review Letters . 85 (5): 1012–1015. Bibcode :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 г. . Получено 1 августа 2018 г. .
  145. ^ Джанотти, А.; Ван Де Валле, К. Г. (2007). «Многоцентровые водородные связи». Nature Materials . 6 (1): 44–47. Bibcode :2007NatMa...6...44J. doi :10.1038/nmat1795. PMID  17143265.
  146. ^ Kilic, C.; Zunger, Alex (2002). "n-тип легирования оксидов водородом". Applied Physics Letters . 81 (1): 73–75. Bibcode : 2002ApPhL..81...73K. doi : 10.1063/1.1482783. S2CID  96415065.
  147. ^ Peacock, PW; Robertson, J. (2003). «Поведение водорода в оксидных затворных изоляторах с высокой диэлектрической проницаемостью». Applied Physics Letters . 83 (10): 2025–2027. Bibcode : 2003ApPhL..83.2025P. doi : 10.1063/1.1609245.
  148. ^ Дургутлу, А. (2003). «Экспериментальное исследование влияния водорода в аргоне в качестве защитного газа на сварку TIG аустенитной нержавеющей стали». Материалы и дизайн . 25 (1): 19–23. doi :10.1016/j.matdes.2003.07.004.
  149. ^ "Сварка атомарным водородом". Специальные сварные швы. 2007. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 года.
  150. ^ Харди, ВН (2003). «От H2 до криогенных мазеров H и сверхпроводников HiTc: маловероятный, но вознаграждающий путь». Physica C: Сверхпроводимость . 388–389: 1–6. Bibcode : 2003PhyC..388....1H. doi : 10.1016/S0921-4534(02)02591-1.
  151. ^ Альмквист, Эббе (2003). История промышленных газов. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Kluwer Academic/Plenum Publishers. С. 47–56. ISBN 978-0-306-47277-0. Получено 20 мая 2015 г.
  152. ^ Блок, М. (3 сентября 2004 г.). Водород как индикаторный газ для обнаружения утечек. 16-й Всемирный конгресс по контролю за утечками (WCNDT) 2004 г. Монреаль, Канада: Sensistor Technologies. Архивировано из оригинала 8 января 2009 г. Получено 25 марта 2008 г.
  153. ^ "Отчет Комиссии по потреблению пищевых добавок в рационе" (PDF) . Европейский союз . Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2008 г. . Получено 5 февраля 2008 г. .
  154. ^ Reinsch, J.; Katz, A.; Wean, J.; Aprahamian, G.; MacFarland, JT (1980). «Влияние изотопа дейтерия на реакцию жирной ацил-КоА-дегидрогеназы и бутирил-КоА». J. Biol. Chem . 255 (19): 9093–97. doi : 10.1016/S0021-9258(19)70531-6 . PMID  7410413.
  155. ^ "NASA/TM—2002-211915: Эксперименты с твердым водородом для атомного топлива" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 9 июля 2021 г. . Получено 2 июля 2021 г. .
  156. ^ Бержерон, К. Д. (2004). «Смерть недвойного использования». Bulletin of the Atomic Scientists . 60 (1): 15–17. Bibcode : 2004BuAtS..60a..15B. doi : 10.2968/060001004. Архивировано из оригинала 19 апреля 2008 г. Получено 13 апреля 2008 г.
  157. ^ Каммак, Р.; Робсон, Р.Л. (2001). Водород как топливо: учимся у природы. Taylor & Francis Ltd. стр. 202–203. ISBN 978-0-415-24242-4. Архивировано из оригинала 29 января 2021 . Получено 3 сентября 2020 .
  158. ^ Rhee, TS; Brenninkmeijer, CAM; Röckmann, T. (19 мая 2006 г.). «Подавляющая роль почв в глобальном атмосферном водородном цикле» (PDF) . Atmospheric Chemistry and Physics . 6 (6): 1611–1625. Bibcode :2006ACP.....6.1611R. doi : 10.5194/acp-6-1611-2006 . Архивировано (PDF) из оригинала 24 августа 2019 г. . Получено 24 августа 2019 г. .
  159. ^ Алекс Уилкинс (8 марта 2023 г.). «Фермент почвенных бактерий генерирует электричество из водорода в воздухе». New Scientist . 257 (3430): 13. Bibcode : 2023NewSc.257...13W. doi : 10.1016/S0262-4079(23)00459-1. S2CID  257625443.
  160. ^ Eisenmann, Alexander; Amann, Anton; Said, Michael; Datta, Bettina; Ledochowski, Maximilian (2008). "Implementation and interpretation of Hydrogen Breath Tests" (PDF) . Journal of Breath Research . 2 (4): 046002. Bibcode :2008JBR.....2d6002E. doi :10.1088/1752-7155/2/4/046002. PMID  21386189. S2CID  31706721. Архивировано из оригинала (PDF) 29 января 2021 г. . Получено 26 декабря 2020 г. .
  161. ^ Kruse, O.; Rupprecht, J.; Bader, K.; Thomas-Hall, S.; Schenk, PM; Finazzi, G.; Hankamer, B. (2005). "Улучшенное фотобиологическое производство H2 в сконструированных зеленых водорослевых клетках" (PDF) . The Journal of Biological Chemistry . 280 (40): 34170–7. doi : 10.1074/jbc.M503840200 . PMID  16100118. S2CID  5373909. Архивировано (PDF) из оригинала 29 января 2021 г. . Получено 24 августа 2019 г. .
  162. ^ Смит, Гамильтон О.; Сюй, Цин (2005). "IV.E.6 Водород из воды в новой рекомбинантной кислородоустойчивой системе цианобактерий" (PDF) . Отчет о ходе работ за 2005 финансовый год . Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 29 декабря 2016 года . Получено 6 августа 2016 года .
  163. ^ Уильямс, К. (24 февраля 2006 г.). "Жизнь в пруду: будущее энергии". Наука . The Register. Архивировано из оригинала 9 мая 2011 г. Получено 24 марта 2008 г.
  164. ^ "MyChem: Chemical" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 октября 2018 г. . Получено 1 октября 2018 г. .
  165. ^ ab Brown, WJ; et al. (1997). "Стандарт безопасности для водорода и водородных систем" (PDF) . NASA . NSS 1740.16. Архивировано (PDF) из оригинала 1 мая 2017 г. . Получено 12 июля 2017 г. .
  166. ^ "Liquid Hydrogen MSDS" (PDF) . Praxair, Inc. Сентябрь 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2008 г. Получено 16 апреля 2008 г.
  167. ^ "«Жуки» и водородная хрупкость». Science News . 128 (3): 41. 20 июля 1985 г. doi : 10.2307/3970088. JSTOR  3970088.
  168. ^ Hayes, B. "Union Oil Amine Absorber Tower". TWI. Архивировано из оригинала 20 ноября 2008 года . Получено 29 января 2010 года .
  169. ^ Уокер, Джеймс Л.; Уолтрип, Джон С.; Занкер, Адам (1988). «Соотношения спроса и предложения молочной кислоты и магния». В Джон Дж. Маккетта; Уильям Аарон Каннингем (ред.). Энциклопедия химической обработки и проектирования . Т. 28. Нью-Йорк: Деккер. С. 186. ISBN 978-0-8247-2478-8. Получено 20 мая 2015 г.

Дальнейшее чтение

Библиотечные ресурсы о
водороде
  • Онлайн книги
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках

Внешние ссылки

Послушайте эту статью
(2 части, 32 минуты )
Разговорный значок Википедии
Эти аудиофайлы были созданы на основе редакции этой статьи от 28 октября 2006 года и не отражают последующие правки. ( 2006-10-28 )
( Аудиопомощь  · Больше устных статей )