A növényvilágra jellemző fotoszintézis elméleti alapjaira támaszkodva állítottak elő hidrogént a Glasgow-i Egyetem tudósai: az eljárás áttörést kínálhat a világ energiaproblémájának megoldása felé.
A kutatók úgy vélik, hogy a módszerrel feltárható a hidrogénben rejlő lehetőség mint tiszta, olcsó és megbízható erőforrás. Az ősmaradványi - fosszilis - erőforrásoktól eltérően a hidrogénből károsgáz-kibocsátás nélkül állítható elő energia, és az sem mellékes, hogy az alapanyag bőséges mennyiségben áll rendelkezésre.
Hidrogéngáz a vízmolekula két alkotóelemének, a hidrogénnek és az oxigénnek a szétbontásával nyerhető. A tudósok évtizedek óta küzdenek annak a problémának a megoldásával, hogy ne egyszerre, hanem eltérő időpontban és helyen vonják ki a két elemet, ami egyrészt lényegesen olcsóbbá tenné a folyamatot, másrészt elkerülhető lenne a véletlen robbanás. A hidrogén ugyanis roppant gyúlékony gáz. A jelenleg alkalmazott nagy energiaigényű eljárás, az elektrolízis során áramot vezetnek a vízbe, hogy az annak hatására végbemenő elektrokémiai folyamatban szétválasszák egymástól az oxigént és a hidrogént.
A glasgow-i kutatók a Nature Chemistry című szakmagazinban ismertették új módszerüket, amelynek segítségével - mintegy mesterséges fotoszintézist előidézve - több menetben és elkülönítve bontják ketté a vízmolekulát. (A fotoszintézis az a biológiai folyamat, amelyben az élőlények a napfény energiáját felhasználva szervetlen anyagból szerves anyagot hoznak létre.)
Az általuk kidolgozott eljárás lényege, hogy létrehoznak egy "elektroncsatolású átmeneti protonpuffert", amely összegyűjti és tárolja a hidrogént, miközben az áram hatására csak az oxigén válik ki a vízből. A hidrogént később, tetszőlegesen megválasztott időpontban vonják ki. Bár az új technológia hosszabb időt igényel, jóval biztonságosabb az egyszerű elektrolízisnél, és mivel fajlagosan kevesebb energiára van szükség működtetéséhez, az atomok szétbontásához megújuló forrásokból származó energiát is használhatnak.
Mark Symes, a tanulmány társszerzője kijelentette, hogy eljárásukkal sokkal olcsóbban és biztonságosabban, ipari szinten állítható elő hidrogén. Lee Cronin, a Glasgow-i Egyetem professzora azt emelte ki, hogy a technológia alkalmazásával jelentősen csökkenthető a karbonlábnyom (egy személyre vagy szervezetre számított üvegházhatású gázkibocsátás). Felhívta a figyelmet arra is, hogy a hidrogéngáz eljuttatása a fogyasztókhoz nem igényelne új infrastrukturális beruházást, mert a használatban lévő gázvezetékrendszer minden további nélkül megfelel.
A hidrogénről
A hidrogén a periódusos rendszer első kémiai eleme. A hidrogén vegyjele H, rendszáma 1. A hidrogén a legkönnyebb elem, relatív atomtömege 1,00794 u, egyatomos formájában (H1) a leggyakoribb elem, a világegyetem barion-tömegének mintegy 75%-át alkotja. A fősorozatbeli csillagok nagyrészt plazma halmazállapotú hidrogénből állnak, amit apránként héliummá égetnek el. A többi kozmikus testre általánosan igaz, hogy minél nagyobb, annál több benne a hidrogén: mivel a kisebb égitestek gravitációs mezeje nem képes az igen kis sűrűségű hidrogéngázt légkörében huzamosan megtartani.
Szabványos nyomáson és hőmérsékleten színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, nemfémes, egy vegyértékű, igen gyúlékony kétatomos gáz, kémiai képlete H2. A természetben előforduló atomos hidrogén a Földön ritka, mert a hidrogén a legtöbb elemmel könnyen képez kovalens vegyületeket, jelen van a vízmolekulában és a legtöbb szerves vegyületben. A hidrogén különösen fontos szerepet játszik a sav-bázis reakciók során, az oldható molekulák közötti proton-átadáskor.
Ionos vegyületeiben lehet negatív töltésű (a hidrogén anion másik neve hidrid, jele H−), vagy lehet pozitív töltésű H+. Ez utóbbi kation elméletben csak egy csupasz proton, ám a valóságban az ionos vegyületekben a hidrogén kationok komplexeket alkotnak. A hidrogén leggyakoribb izotópja a prócium (ritkán használt név, jele 1H), atommagja egyetlen protonból és nulla neutronból áll. Mint a legegyszerűbb ismert atom, a hidrogénatom elméleti jelentőséggel is bír. Például, mivel az egyetlen semleges elem, amelyre a Schrödinger-egyenlet analitikus eredményt ad, a hidrogénatom energetikájának és kötéseinek tanulmányozása kulcsszerepet játszott a kvantummechanika kifejlődésében.
A hidrogéngázt mesterségesen először a 16. század elején állították elő, fémek és erős savak összekeverésével. 1766–81 között, Henry Cavendish volt az első aki felismerte, hogy a hidrogén gáz egy diszkrét anyag, és égésekor víz keletkezik. Ez az a tulajdonság, amelyről később a nevét is kapta: görögül a υδρογόνο „vízképzőt” jelent.
Ipari előállítása nagyrészt a földgáz és a vízgőz reakciójával történik; kisebb mértékben nagyobb energia-igényű hidrogén termelő módszerekkel, mint például a víz elektrolízisével. A legtöbb hidrogént a termelés helyének közelében használják fel, a két legnagyobb felhasználási területe a fosszilis tüzelőanyagok feldolgozása (pl.: hidrokrakkolás) és az ammóniagyártás, elsősorban a műtrágya piac számára.
A hidrogén nagyon jól oldódik egyes fémekben (pl.: palládium, platina, nikkel); mindemellett metallurgiai szempontból aggodalomra ad okot, hogy a hidrogén sok fémet rideggé és törékennyé tesz, ezzel megbonyolítja a csővezetékek és tartályok tervezését.
Forrás: http://richpoi.com/cikkek/tudomany/a-fotoszintezis-alapjan-allitottak-elo-hidrogent.html
Kép forrása: http://katatones.blog.hu/page/10
TOP 5
