Ismerkedjen meg a hidrogénnel
A hidrogén a legegyszerűbb és leggyakoribb elem az univerzumban. Ez a víz, az olaj, a földgáz és minden élő anyag egyik fő összetevője. Egyszerűsége és bősége ellenére a hidrogén ritkán fordul elő természetesen gázként a Földön. Szinte mindig más elemekkel kombinálódig. Elő lehet előállítani olajból, földgázból és biomasszából, vagy a víz megújuló nap- vagy elektromos energiával történő felosztásával. A hidrogén olyan energiahordozó, amelyet más forrásokból előállított energia mozgatására, tárolására és szállítására használnak.
A hidrogén a Földön is igen elterjedt, de a világegyetemben is a leggyakrabban előforduló elem. (az univerzum anyagának kb. 75(m/m)%-a hidrogén) Jelen van a vízben, szinte valamennyi szerves vegyületben és a biomasszában.
A hidrogén, a mindössze egy protonból és egy elektronból álló elem a legegyszerűbb és legkönnyebb kétatomos gáz. Földünkön legnagyobb mennyiségben kötött állapotban, főleg a vízben található. A periódusos rendszer első elemét Henry Cavendish fedezte fel közel 250 éve. Normál állapotban színtelen, szagtalan, igen gyúlékony és nagyon jó hővezető. A normál állapotú levegőnél a sűrűsége kb. 14-szer kisebb, emellett nagyon jelentős a diffuzivitása, azaz igen jól és gyorsan elkeveredik.
Mivel tulajdonságai sok szempontból kedvezőek – nem toxikus, nem korrozív, nem rákkeltő, nem üvegházhatású, nem radioaktív, ha véletlenül kikerül a környezetbe, nem okoz semmilyen maradandó környezetszennyezést és fűtőértéke az ismert elemek közül az egyik legmagasabb – kutatók és mérnökök ezrei dolgoznak jelenleg világszerte, hogy a benne rejlő lehetőségeket kiaknázzák.
A hidrogén számtalan területen alkalmazható energiaforrásként és üzemanyagként, az energia-elosztásában pedig domináns szerephez juthat a jövőben.
A hidrogén alkalmazása nem újkeletű, hiszen közel 250 éve használják, a vegyiparban mintegy 100 éve kiterjedten alkalmazzák. A világon jelenleg közel 80 millió tonna hidrogént állítanak elő évente, Magyarországon is több ipari hidrogén-előállító létesítmény működik pl. Százhalombattán, Kazincbarcikán, Budapesten. Jellemzően az ammóniagyártás, kőolajfinomítás és sok más iparág használja, de az ipari gázgyártó vállalatok rutinműveletként is előállítanak hidrogént, bár lényegesen kisebb mennyiségben.
A hidrogén laboratóriumi előállításának hagyományos és az iskolában is gyakran bemutatott módja az, amikor cinkre sósavat öntenek. Ekkor hidrogéngáz fejlődik és cink-klorid keletkezik:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Közismert lehet az a módszer, amikor valamilyen alkálifémet, például nátriumot, vízzel reagáltatnak. Ilyenkor a heves reakcióban hidrogéngáz keletkezik:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Az ipari léptékű, nagy mennyiségű hidrogén-előállítására nem a fenti reakciókat használják. A hidrogén nagyon sok anyagban előfordul, elvileg tehát nagyon sokféle módon előállítható, de a jelenlegi gyakorlatban abszolút domináns módszer a fosszilis energiahordozókból kiinduló előállítás. Ezen belül is meghatározó a földgázból, pontosabban metánból (CH4), történő hidrogén-előállítás. Ez utóbbi módszert gőzreformálásnak is nevezik, angol rövidítése: SMR (Steam Methane Reforming).