هیدروژن، گازی که احتمالاً بسیاری از شما با آن آشنا هستید. این گاز اساس تشکیل آبی است که حیات ما به آن وابسته است. نقش برجسته این گاز تنها به این موضوع محدود نشده و جالب است بدانید حجم تقاضای گاز هیدروژن در سال 2022 درحدود 95 میلیون تن بوده است که در بخش‌های مختلف صنعتی و غیرصنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اما، گاز هیدروژن چیست؟ و چه خواص و کاربردهایی دارد؟ در این مقاله قصد داریم به این سؤالات پاسخ دهیم. چنانچه قصد خرید این گاز را دارید پیشنهاد می‌کنیم تا انتها ما را همراهی کنید.
- ویژگی‌های گاز هیدروژن: بی رنگ، بی بو، بی مزه، اشتعال‌پذیر، غیرسمّی
- مصارف گاز هیدروژن: تولید آمونیاک، صنایع غذایی، تولید رنگ و لاک، جوشکاری، پزشکی، تولید شیشه
- عوارض گاز هیدروژن: آتش‌سوزی، انفجار، خفگی، سرمازدگی
هیدروژن: ساده‌ترین عنصر جدول تناوبی
پیش از پرداختن به جنبه‌های مختلف این گاز بهتر است بدانیم گاز هیدروژن چیست؟
هیدروژن، ساده‌ترین عضو جدول تناوبی به شمار می‌آید که عدد اتمی آن، یک است. این گاز فاقد هرگونه رنگ، بو و مزه است. گاز بسیار قابل اشتعال بوده و بایستی به هنگام استفاده از آن، نکات ایمنی را رعایت کرد.
فرمول گاز هیدروژن، H2 است. اجزای تشکیل دهنده گاز، 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 گاز هیدروژن پی برد. علاوه بر آن، گاز در ترکیبات کربنی نیز وجود دارد. در ادامه، به تاریخچه کشف گاز H2 پرداخته می‌شود.
تاریخچه گاز هیدروژن
تاریخچه کشف گاز هیدروژن به قرن شانزدهم برمی‌گردد زمانی که پزشک و کیمیاگر، پاراسلسوس (Paracelsus) بدون اینکه متوجه کشف گاز هیدروژن 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.
خواص گاز هیدروژن
همانطور که بیان شد، هیدروژن گازی بی رنگ، غیرسمّی و فاقد بو و مزه می‌باشد. این گاز بسیار اشتعال‌پذیر است به گونه‌ای که در تماس با غلظت‌های کمی از هوا یا اکسیژن دچار سوختن می‌شود و در غلظت‌های بالای این گازها، H2 حالت انفجاری دارد. جدول زیر، دیگر خواص گاز هیدروژن را نشان می‌دهد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی هیدروژن | |
عدد اتمی | 1 |
جرم اتمی | 1.007825 g.mol -1 |
الکترونگاتیوی (سیستم پائولینگ) | 2.1 |
دانسیته | 0.0899×10 -3 g.cm -3 at 20 °C |
نقطه ذوب | – 259.2 °C |
نقطه جوش | – 252.8 °C |
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.
کاربرد گاز هیدروژن
اشتعال‌پذیری بالای این گاز باعث شده است تا از H2 به عنوان سوخت استفاده شود. این گاز، سوختی پاک محسوب می‌شود، زیرا تولید گازهای آلاینده کربنی نظیر کربن دی اکسید نمی‌کند.
از دیگر کاربرد 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.
خطرات گاز هیدروژن : اشتعال و انفجار
یکی از مهم‌ترین خطرات H2، انفجار است. جالب است بدانید قدرت انفجار گاز 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:
خفگی
گاز H2 در حالت معمول غیرسمّی است؛ بنابراین، مسمومیّت با گاز هیدروژن به ندرت رخ می‌دهد. در فضا‌های بسته، این گاز می‌تواند با جابجایی اکسیژن باعث خفگی شود. روش‌های مختلفی برای تشخیص حضور هیدروژن در یک محیط استفاده می‌شود. یکی از آن‌ها، سنسور یا حسگر است.
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.
آتش سوزی
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 اشتعال 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.
آسیب‌های فیزیکی
یکی دیگر از خطرات گاز H2 ، سرمازدگی است. از آن‌جایی که هیدروژن مایع در کپسول‌هایی ذخیره و حمل می‌شود، بسیار سرد است. اگر گاز H2 در این حالت خارج شود و با پوست تماس پیدا کند می‌تواند باعث سرمازدگی شدید و حتی از کار افتادن اندام‌ها شود.
گاز هیدروژن سولفید چیست؟
گاز 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 بوده که در پالایش نفت و گاز، کاغذسازی و برنزه کردن کاربرد فراوانی دارد.
قیمت گاز هیدروژن
تا این بخش از مقاله، تمامی آنچه که نیاز بود در رابطه با گاز H2 بدانید توضیح داده شد. اکنون با اطلاعاتی که دارید می‌توانید به خرید گاز هیدروژن بپردازید. پیش از انجام این کار، توجه به این نکته ضروریست که قیمت این محصول تحت تأثیر عواملی متغیر است که برخی از مهم‌ترین آن‌ها در زیر آورده شده‌اند:
- حجم سیلندر گاز: سایز (حجم) کپسول گاز هیدروژن در هزینه خرید آن نقش دارد.
- نوع کاربرد: همانطور که پیش‌تر بیان شد، گاز H2 کاربردهای متنوعی دارد. در گذشته، این گاز برای باد کردن بادکنک مورد استفاده قرار می‌گرفت، که قیمت گاز هیدروژن برای بادکنک متفاوت از دیگر انواع این گاز بود. امروزه، با توجه به نوع کاربرد و درجه خلوص گاز، هزینه گاز هیدروژن تغییر می‌کند.
- کشور تولید کننده: نمونه چینی و ایرانی از قیمت مناسب‌تری برخوردار هستند.
- قیمت ارز: با توجه به نوسانات قیمت ارز و همچنین عوامل بیان شده در بالا توصیه می‌شود پیش از خرید این محصول با کارشناسان بخش در مجموعه بنیان گاز تماس حاصل کنید.
هیدروژن: گازی حیاتی با کاربردهای متنوع
امیدواریم این مقاله توانسته باشد اطلاعات جامع و مفیدی پیرامون گاز هیدروژن در اختیار شما قرار داده باشد. همانطور که در این مقاله بیان کردیم، اشتعال‌پذیری گاز H2 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.
