از تاریخچه تا بهترین روش تولید گاز هیدروژن

از تاریخچه تا بهترین روش تولید گاز هیدروژن

هیدروژن، گازی که احتمالاً بسیاری از شما با آن آشنا هستید. این گاز اساس تشکیل آبی است که حیات ما بدان وابسته است. نقش برجسته این گاز تنها به این موضوع محدود نشده و جالب است بدانید حجم تقاضای هیدروژن در سال 2022 درحدود 95 میلیون تن بوده است که در بخش‌های مختلف صنعتی و غیرصنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما، بهترین روش تولید هیدروژن چیست؟ تاریخچه و خطرات آن چیست؟ در این مقاله قصد داریم به این سؤالات پاسخ دهیم.

هیدروژن: از چیستی تا منابع آن در جهان

پیش از پرداختن به جنبه‌های مختلف این گاز بهتر است بدانیم گاز هیدروژن چیست؟

هیدروژن، گازی که از ساده‌ترین عنصر جدول تناوبی با عدد اتمی یک بوجود می‌آید. فاقد هرگونه رنگ، بو و مزه است. بسیار قابل اشتعال بوده و بایستی به هنگام استفاده از آن، نکات ایمنی را رعایت کرد.

فرمول هیدروژن، H2 است. اجزای تشکیل دهنده آن، یک پروتون درون هسته به همراه یک الکترون می‌باشند. H2 به عنوان فراوان‌ترین عنصر موجود در کیهان محسوب می‌شود که مقدار آن سه برابر هلیوم (دومین عنصر فراوان) است؛ با این وجود، این گاز تنها 14/0 درصد از وزن پوسته زمین را شامل می‌شود!

آبی که هرروزه از آن استفاده می‌کنیم و به وفور در دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، اقیانوس‌ها و یخچال‌ها نیز یافت می‌شود، بارزترین مثالی است که می‌توان به وجود هیدروژن پی برد. علاوه بر آن، در ترکیبات کربنی نیز وجود دارد. در ادامه، به تاریخچه کشف گاز H2  پرداخته می‌شود.

تاریخچه گاز هیدروژن

تاریخچه کشف هیدروژن به قرن شانزدهم برمی‌گردد زمانی که پزشک و کیمیاگر، پاراسلسوس (Paracelsus) بدون اینکه متوجه کشف این گاز شود موفق به تولید گازی اشتعال‌پذیر از طریق انحلال یک فلز در اسید شد.

این گاز با گازهای قابل احتراق نظیر مونواکسید کربن اشتباه گرفته می‌شد تا اینکه هنری کاوندیش در سال 1766 به این موضوع پی برد که گاز H2  به دلیل چگالی و همچنین فراوانی بیشتری که دارد متفاوت از دیگر گازهای قابل اشتعال است. این دانشمند با تأیید مشاهدات قبلی خود نشان داد آب، در اثر سوختن گاز H2  (ترکیب این گاز با اکسیژن) تولید می‌شود و این گونه موفق به کشف این گاز شد. هیدروژن برگرفته از کلمه‌ای یونانی به معنی “سازنده آب” است.

بهترین روش تولید هیدروژن

تولید گاز هیدروژن: روش کاتالیزوری هیدروکربن-بخار

مهم‌ترین روش صنعتی که امروزه برای تولید گاز H2  استفاده می‌شود، فرآیند هیدروکربن-بخار با کمک کاتالیزورها می‌باشد. در این روش، هیدروکربن‌های گازی یا تبخیر شده نظیر متان درمعرض بخار با فشار بالا و نیز کاتالیست نیکل قرار می‌گیرند که تولید گاز هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید می‌کند. این فرآیند در دمای بالا، 650 تا 950 درجه سانتی‌گراد، انجام می‌شود.

خطرات گاز هیدروژن: اشتعال و انفجار

یکی از مهم‌ترین خطرات H2، انفجار است. جالب است بدانید قدرت انفجار هیدروژن در بمب‌های حاوی این گاز معادل صد هزار تا چندین میلیون کیلوتن (معادل هزار تن) TNT است! علاوه بر انفجار، گاز H2  خطرات دیگری نیز دارد که شامل:

  • آتش‌سوزی: هیدروژن، سوختی متفاوت از دیگر سوخت‌ها نظیر بنزین یا گازوئیل است. هنگامی که سوخت‌های سنگین مانند بنزین یا گازوئیل نشت می‌کنند روی زمین تجمع می‌یابند. درحالی که گاز H2 به دلیل سبکی به سرعت به سمت بالا صعود می‌کند که این موضوع، خطرات مرتبط با آتش‌سوزی گاز را بیشتر می‌کند.

یکی دیگر از تفاوت‌های گاز H2 با دیگر سوخت‌ها این است که این گاز راحت‌تر مشتعل شده و می‌سوزد. همچنین، شعله‌های هیدروژن نامرئی هستند که تشخیص محل آتش‌سوزی را دشوار می‌کند.

  • خفگی: در فضا‌های بسته، هیدروژن می‌تواند با جابجایی اکسیژن باعث خفگی شود. روش‌های مختلفی برای تشخیص حضور این گاز در یک محیط استفاده می‌شود. یکی از آن‌ها، استفاده از سنسور یا حسگر است. شایان ذکر است که گاز H2 در حالت معمول غیرسمّی است؛ بنابراین، مسمومیّت با گاز هیدروژن به ندرت رخ می‌دهد.

علاوه بر آن، می‌توان به گاز H2  مواد خوشبو کننده (بوهای مصنوعی) اضافه کرد. این تکنیک نمی‌تواند روشی مؤثر و قابل اعتماد باشد، زیرا هیدروژن به سرعت پراکنده می‌شود و بو معمولاً با آن حرکت نمی‌کند که این موضوع باعث قرارگیری افراد در معرض گاز و مرگ آن‌ها می‌شود.

  • آسیبهای فیزیکی: یکی دیگر از خطرات H2، سرمازدگی است. هیدروژن در حالت مایع بسیار سرد است. اگر با پوست تماس پیدا کند می‌تواند باعث سرمازدگی شدید و حتی از کار افتادن اندام‌ها شود.

موارد مصرف هیدروژن

اشتعال‌پذیری بالا و عدم تولید گازهای آلاینده نظیر کربن دی اکسید، دو مشخصه‌ای که باعث شده‌اند هیدروژن  به عنوان سوخت استفاده شود. استفاده از این گاز تنها به این مورد محدود نمی‌شود و از دیگر کاربردهای گاز هیدروژن می‌توان به پالایش نفت، تخلیص شیشه، تولید نیمه‌هادی‌ها، هوافضا، آمونیاک، جوشکاری، داروسازی، خنک کننده برای ژنراتورهای تولید برق و در نهایت هیدروژناسیون اسیدهای چرب غیر اشباع در روغن نباتی اشاره کرد.

گاز هیدروژن سولفید چیست؟

هیدروژن سولفید یا هیدروژن سولفوره (H2S) گازی بی رنگ است که با نام‌های دیگری مثل گاز فاضلاب یا گاز باتلاق نیز شناخته می‌شود. یکی از مشخصه‌های این گاز، بویی تند شبیه به تخم مرغ فاسد است. گاز سولفید هیدروژن بسیار سمّی و اشتعال‌پذیر است که در پالایش نفت و گاز، کاغذسازی و برنزه کردن کاربرد فراوانی دارد.

هیدروژن: گازی حیاتی

امیدواریم این مطلب توانسته باشد اطلاعات جامع و مفیدی پیرامون تولید هیدروژن در اختیار شما قرار داده باشد. بیان کردیم، اشتعال‌پذیری گازH2 باعث شده تا این گاز به طور عمده به‌عنوان سوخت استفاده شود. همچنین، به خطرات گاز هیدروژن شامل انفجار، آتش‌سوزی، خفگی و سرمازدگی اشاره و بیان شد جلوگیری از این خطرات نیازمند رعایت کردن نکات ایمنی است.

 در پایان، خوشحال می‌شویم با به اشتراک گذاشتن نظرات و پیشنهادات خود به بهبود مطالب کمک کنید. همچنین، شما می‌توانید سؤالات خود را از همین بخش از ما بپرسید تا در کوتاه‌ترین زمان، پاسخگوی آن‌ها باشیم.

فهرست مطالب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
ورود

هنوز حساب کاربری ندارید؟

برای دیدن محصولات که دنبال آن هستید تایپ کنید.
جستجو
×