Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στη γη. Βρίσκεται σε όλη τη φύση, συνήθως ως ένωση με άλλα στοιχεία. Ο αέρας, το νερό, τα μέταλλα και τα οξέα περιέχουν όλα υδρογόνο. Επειδή το υδρογόνο είναι τόσο άφθονο, πολλοί επιστήμονες το μελετούν για να προσδιορίσουν νέες και καινοτόμες χρήσεις για αυτό.

Τι είναι αυτό; Στην ατμόσφαιρά μας, το υδρογόνο βρίσκεται φυσικά ως αέριο. Είναι άοσμο, άχρωμο, άγευστο και μη τοξικό αέριο. Στην αέρια του κατάσταση, είναι πολύ σταθερή, λόγω της υψηλής αντοχής του δεσμού. Όταν το αέριο ψύχεται στο σημείο βρασμού του -423 βαθμών F, γίνεται υγρό. Ως υγρό, το υδρογόνο είναι άχρωμο και μη διαβρωτικό --- όμως, εξαιτίας των εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών, ο εξοπλισμός πρέπει να είναι εξειδικευμένος και πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στο χειρισμό του. μερικά συστήματα μαζικής μεταφοράς που χρησιμοποιούν υγρό υδρογόνο για να τροφοδοτούν τα λεωφορεία τους. Τα λεωφορεία και άλλοι τύποι μαζικής διέλευσης απαιτούν μεγαλύτερες ώρες λειτουργίας και μεγαλύτερες αποστάσεις - το υγρό υδρογόνο ως καύσιμο μπορεί να καλύψει αυτές τις ανάγκες.

Η αεροπορική βιομηχανία

Το υγρό υδρογόνο είναι το καύσιμο που χρησιμοποιείται στην παγκόσμια αγορά πρώτο μη επανδρωμένο αεροσκάφος. Αυτό το όχημα χρησιμοποιείται στην παρακολούθηση των τυφώνων, καθώς μπορεί να φτάσει τα ύψη έως 98.000 πόδια πάνω από τη στάθμη της θάλασσας και να τρέξει για 24 ώρες χωρίς ανεφοδιασμό. Η τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη αυτού του σκάφους θα μπορούσε να οδηγήσει σε περαιτέρω ανακαλύψεις στην αεροπορική βιομηχανία.

Πρόγραμμα διαστήματος

Υγρό υδρογόνο χρησιμοποιείται ως καύσιμο πυραύλων. Το διαστημικό πρόγραμμα των ΗΠΑ χρησιμοποιεί υγρό υδρογόνο ως καύσιμο και υγρό οξυγόνο ως οξειδωτικό. Αν και το υδρογόνο παρέχει μερικές προκλήσεις όσον αφορά την αποθήκευση, ο συνδυασμός αυτός παρέχει την μεγαλύτερη ισχύ ανά γαλόνι, πράγμα που σημαίνει ότι μια αποστολή μπορεί να επιτευχθεί με λιγότερα προωθητικά και επομένως μικρότερα οχήματα.

Καύσιμο του μέλλοντος λέμε ότι το υγρό υδρογόνο είναι το καύσιμο του μέλλοντος επειδή είναι "καθαρό" καίγοντας. Η καύση υγρού υδρογόνου δεν παράγει ρύπους: το μόνο υποπροϊόν είναι το νερό, πράγμα που θα ήταν πραγματικά καλό για το περιβάλλον μας. Αρχίζοντας στα τέλη της δεκαετίας του 1990, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένης της BMW, ανέπτυξαν διάφορα αυτοκίνητα υδρογόνου. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά εμπόδια και προκλήσεις που πρέπει πρώτα να επιτευχθούν προκειμένου το υδρογόνο να γίνει ένα καύσιμο διαθέσιμο για χρήση από όλους.

Κίνδυνοι και προκλήσεις

Η χρήση και η εργασία με υγρό υδρογόνο είναι επικίνδυνη επειδή είναι ιδιαίτερα εύφλεκτο, μπορεί να προκαλέσει ασφυξία και μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα λόγω έκθεσης σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Τα παρακάτω γεγονότα σχετικά με το υγρό υδρογόνο παρουσιάζουν προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν για να χρησιμοποιηθούν στην καθημερινή ζωή. Το υδρογόνο αρέσει να βρίσκεται στην αέρια κατάσταση. Η κατάσταση του υγρού πρέπει να είναι πολύ κρύα και ακόμα και όταν διατηρούνται οι θερμοκρασίες, η μόνωση δεν είναι τέλεια και το υγρό υδρογόνο θα εξατμιστεί με ρυθμό περίπου 1,7% την ημέρα. Η υποδομή των Ηνωμένων Πολιτειών θα πρέπει να αλλάξει δραστικά. Σύμφωνα με το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας, θα χρειαστούν περίπου 55 δισεκατομμύρια δολάρια τα επόμενα 15 χρόνια για τη δημιουργία μονάδων που θα μπορούσαν να παράγουν υγρό υδρογόνο σε μεγάλες ποσότητες για να υποστηρίξουν τη μεταφορά στην καθημερινή ζωή. Το υγρό υδρογόνο έχει πυκνότητα 0,07 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, πράγμα που σημαίνει ότι μια δεξαμενή υδρογόνου για ένα αυτοκίνητο θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που είναι σήμερα. Δεδομένου ότι οι σημαντικές ποσότητες υδρογόνου δεν είναι διαθέσιμες στη φύση σε καθαρή μορφή, η λήψη του υδρογόνου είναι ένα ζήτημα που πρέπει επίσης να απαντηθεί. Το υδρογόνο συνήθως ανασύρεται από φυσικό αέριο μέσω αναμόρφωσης μεθανίου ατμού. Μπορεί επίσης να εξαχθεί από τον άνθρακα και από το νερό με ηλεκτρόλυση. Όποια και αν είναι η μέθοδος, όλοι χρησιμοποιούν ένα σημαντικό ποσό πόρων, είτε το φυσικό αέριο, τον άνθρακα ή τον ηλεκτρισμό, και η ποσότητα υδρογόνου που αποκτάται για να μετατραπεί σε ενέργεια δεν αξίζει την ενέργεια που δαπανάται για να την αποκτήσει. Αν και υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις, τα γεγονότα ότι το υδρογόνο είναι τόσο άφθονο και μπορεί να καεί χωρίς προσθήκη σε αέρια του θερμοκηπίου προσφέρουν αρκετή υπόσχεση ότι οι μελλοντικές χρήσεις μελετώνται περισσότερο κάθε μέρα.