Nautige neid lahedaid vesiniku fakte ja õppige lisateavet universumis kõige sagedamini leiduva elemendi kasutusalade, omaduste ja huvitava ajaloo kohta.
Avastage laia valikut teavet, mis hõlmab kõike alates vesiniku keemilistest omadustest kuni selle kasutamiseni uusimas kütuseelemendiga sõidukite mootoritehnoloogias.
Vesiniku keemiline sümbol on H. See on element, mille aatomnumber on 1, mis tähendab, et vesiniku tuumas on 1 prooton.
Vesinik on universumi kergeim, lihtsam ja rikkalikum keemiline element, moodustades umbes 75% selle elemendi massist.
Vesinikku leidub suurtes kogustes hiiglaslikes gaasiplaneetides ja tähtedes ning see mängib olulist rolli tähtede energia varustamisel termotuumasünteesireaktsioonide kaudu.
Vesinik on üks kahest vees leiduvast olulisest elemendist (H2O). Iga veemolekul koosneb kahest vesinikuaatomist, mis on seotud ühe hapnikuaatomiga.
1766. aastal tunnustas Henry Cavendish esimest korda ametlikult vesinikku metalli happelise reaktsiooni käigus. 1781. aastal avastas ta ka, et vesinik vabastab põlemisel vett. Kui tavaliselt omistatakse Cavendishile tunnustust vesiniku kui elemendi avastamise eest, siis varem valmistasid seda teadlased, kes ei teadnud vesinikust kui ainulaadsest keemilisest elemendist.
Alles paar aastat hiljem (1783) sai vesinik oma nime. Sõna vesinik pärineb kreeka sõnast hüdro (tähendab vett) ja geenid (tähendab looja).
Gaasilise vesiniku molekulvalem on H2. Toatemperatuuril ja normaalrõhu tingimustes on vesinik maitsetu, lõhnatu ja värvitu gaas.
Vesinik võib eksisteerida vedelikuna kõrge rõhu all ja äärmiselt madalal temperatuuril 20,28 kelvinit (–252,87 °C, –423,17 °F). Vesinikku hoitakse sageli sel viisil, kuna vedel vesinik võtab vähem ruumi kui vesinik oma tavalises gaasivormis. Vedelat vesinikku kasutatakse ka raketikütusena.
Äärmusliku kokkusurumise korral võib vesinik läbida ka ülemineku olekusse, mida nimetatakse metalliliseks vesinikuks. Laboratoorsed uuringud selles valdkonnas jätkuvad, kuna teadlased jätkavad jõupingutusi metallilise vesiniku tootmiseks madalal temperatuuril ja staatilisel kokkusurumisel.
Vesinikku kasutatakse mitmete uute alternatiivkütustega sõidukite toiteks. Vesiniku keemiline energia muundatakse põlemismeetodil, mis sarnaneb praegustele mootoritele, või kütuseelemendis, mis toodab vett ja elektrit vesiniku reageerimisel hapnikuga.
Insenerid ja autotootjad uurivad võimalust kasutada vesinikku tõhusa ja elujõulise autokütusena. Üks võimalus on hoida vesinikku tahkes olekus autokütuse paakides. Kuigi sellel protsessil on palju väljakutseid, võimaldab see suurendada vesiniku ladustamist sõidukites, võimaldades neil enne tankimist kauem tankida.
Vesinikperoksiid on keemiline ühend molekulvalemiga H2O2. Seda kasutatakse sageli valgendi või juuksepuhastusvahendina. Teatud kontsentratsioonides saab seda kasutada ka haavade puhastamiseks.
Vesinikku on lennureisidel kasutatud alates 1852. aastast, mil Henri Giffard lõi esimese vesiniku õhulaeva. Hilisemaid vesinikku kasutavaid õhulaevu nimetati õhulaevadeks ning kuigi need olid töökindlad ja ohutud, lõpetati nende kasutamine enamikul juhtudel vahetult pärast Hindenburgi katastroofi 1937. aastal. Hindenburgi õhulaev hävis New Jersey kohal puhkenud õhutules, mis filmiti ja edastati otse raadios.
Vesinikku kasutatakse tavaliselt nafta- ja keemiatööstuses ning seda kasutatakse laialdaselt ka paljudes füüsika ja tehnika valdkondades, näiteks keevitamisel või jahutusvedelikuna.
Vesinik võib olla inimestele potentsiaalselt ohtlik tulekahjude tõttu, mis võivad tekkida õhuga segunemisel, meie suutmatusest hingata puhtal hapnikuvabal kujul ja selle äärmiselt külma vedela oleku tõttu.
- Millised on vesiniku kasutamise puudused...
- Millises keemilises elemendis on kõige vähem...
Viimase 20 aasta jooksul on vesinikkütuseelemendiga sõidukid (FCV) mitu korda startinud ja peatunud, enne kui need tegelikult teedel sõitma hakkasid. Niipea kui Toyota teatas oma vesinikauto Mirai turule toomisest, järgnesid sellele kiiresti Hyundai, Tucson ja Audi.
Kas nõustute, et vesinikkütus on parim lahendus meie sõltuvuse lõpetamiseks fossiilkütustest, või olete selle suhtes skeptiline. Kas vesinik on tõesti puhtam kui teised kütused?
Siin on mõned lõbusad faktid, mida peaksite teadma vesinikkütuse ja FCV mootorite kohta:
1. Vesinik on Universumi kõige rikkalikum element (kuigi kahjuks pole seda puhtal kujul Maalt nii lihtne leida).
2. Vesinik oli peamine gaas, mida valgustamiseks kasutati sajandeid (koos teiste gaasidega), ammu enne elektritulesid.
3. Toyota alustas kütuseelementide tehnoloogiaga töötamist 20 aastat tagasi. Umbes samal ajal sai alguse Priuse gaasi/elektri hübriidprojekt.
4. Toyota andis oma inseneridele 36 kuud aega, et Priuse hübriid valmis saada.
5. 90. aastate keskel tõrjusid mõned eksperdid hübriidtehnoloogiat kui muud kui teaduslikku eksperimenti ja lolli asja. Sarnaseid asju räägitakse praegu ka FCV kütuseelementide kohta
6. Keegi ei eelda, et toimub samaaegne üleminek vesiniku transpordile. Kulus peaaegu 10 aastat, enne kui hübriidid nagu Prius saavutasid laialdase tunnustuse. Selle 10 aastaga müüdi maailmas vaid 1 miljon hübriidautot. Lähiaastatel on plaanis müüa umbes 7 miljonit ühikut.
7. Vesinikautotootjad ei eelda, et see asendaks praegusi gaasi/elektrihübriide, elektrisõidukeid või isegi tavalisi bensiinimootoreid. Nad näevad neid kui teist valikut inimestele, kes soovivad elada rohelist elustiili.
8. Vesinikkütust saab valmistada paljudest allikatest, sealhulgas tuule-, päikese- ja isegi prügienergiast, mitte ainult maagaasist.
9. Californias Newport Beachis asuv Fountain Valley vesinikujaam, kus Mirai vesiniku katseautot toidetakse, saab kütuse kanalisatsioonist. Süsteem muudab toorreovee elektriks, soojuseks ja vesinikuks enne puhastatud vee suunamist Vaiksesse ookeani.
10. Liigne päikese- ja tuuleenergia, mis tavaliselt raisatakse, saab salvestada vesinikkütusena. Taanis on tuuleenergia ülejääk ja ta rakendab aktiivselt vesiniku tankimisjaamu.
11. Praegu töötatakse välja tehnoloogiaid, mis püüavad kinni vesinikkütuse tootmisel tekkiva CO2, enne kui see atmosfääri lastakse.
12. Kokkusurutuna on vesinik väga tihe ja kergesti transporditav.
13. Vesinik annab palju tihedamat energiat kui bensiin. Veidi üle 5 kilogrammi vesinikku piisab täissuuruses sedaanil umbes 500 km läbimiseks.
14. 1 kg vesinikku võrdub ligikaudu 3,8 liitri bensiiniga.
15. Vesiniku ja hapniku vahelisest reaktsioonist, mis toodab elektrit, tekib ka vesi. See vesi eraldub auruna väljalasketorust ja tühjendatakse automaatselt perioodiliselt paakidest. Enne miinuskraadidega parkimist saab vee lülitiga välja lasta, et vältida selle torudes külmumist.
16. Maailmas on palju riike, kes üritavad vesinikkütusele üle minna:
Saksamaa kavatseb suurendada oma praeguse 15 vesiniku tankla arvu 2015. aastal 50 ja 2020. aastal 100 tanklani.
Jaapan kavatseb 2016. aastal suure valitsuse toetusega suurendada jaamade arvu 17-lt 100-le.
Korea eesmärk on saada aastaks 2020 üle 160 jaama.
Ühendkuningriigis on 2015. aastaks 15 jaama ning 2020. aastal on kavas suurendada nende arvu 65-ni.
Taani eesmärk on tarnida 2020. aastaks riikliku taastuvenergia võrguprogrammi raames 15 uut elektrijaama, kasutades oma tuuleenergia ülejääki.
17. Järgmise kolme aasta jooksul kavatsevad autotootjad pakkuda oma klientidele tasuta vesinikkütust. Vesinikkütuse eeldatav hind on USA turul ligikaudu 10 dollarit kilogrammi kohta. Kuigi enamikus riikides on see endiselt odavam kui bensiini samaväärne hind.
18. Mirai on vaid 100-150 kilogrammi raskem kui praegune Camry Hybrid ja tunduvalt kergem kui 300 km sõiduulatusega elektrisõidukid. Autotootjad töötavad ka kütuseelementide kaalu vähendamise nimel.
19. Vesinikmootorid on skaleeritavad, mis tähendab, et neid saab kasutada suurte sõidukite, näiteks busside, veoautode ja tõstukite jaoks. Elektrisõidukite akusüsteemid ei kehti suurtele sõidukitele.
20. Pardal olevad vesinikupaagid on valmistatud tugevast kootud kiust kangastelgedel, mis sarnanevad Toyota Corpi 1926. aasta kangastelgedega.
21. Vesiniku kütusepaagid on kuulikindlad. Kuul, mis suutis tankist läbi tungida, oli 50-kaliibriline, ümmargune ja alles pärast kaks korda samasse kohta tulistamist. Toyota palkas nende kuulide tulistamiseks endised sõjaväe snaiprid.
22. Vesinikku hoitakse paakides rõhul kuni 10 000 naela ruuttolli kohta.
23. Iga kokkupõrkekatse kinnitas, et kütuseelemendi ja paakide struktuur oli tugevam kui neid ümbritsevad teraskonstruktsioonid. Teras hävis enne tanki.
24. Toyota on läbi viinud üle 1 miljoni katse temperatuurivahemikus miinus kuni +40 kraadi, et testida jõudlust ekstreemsetes tingimustes.
25. Vesinikmootorid peavad enne väljavahetamist töötama 5000 tundi või 240 000 km.
Element "vesinik" oli esimene, kes "külastas" perioodilisustabelit. Universumi kõige kuulsam ja levinuim element, ladina keelest tõlgituna tähendab "vee tekitamist".
Tutvustame teile huvitavaid fakte vesiniku kohta
1). Inimkasutuses olevale vesinikule võib anda nimetuse "sama lihtne kui pirnide koorimine".
2). 1766. aastal tunnustati seda elementi teaduses tänu Henry Cavendishile. Ta viis läbi katse, kus ta ühendas gaasi teiste metallide happelise keskkonnaga.
3). Kas teadsite, et see vedelas "konsistentsis" võtab palju vähem ruumi kui tavaline lenduv element. Muide, nii hoitakse seda tööstuses.
4). Kujutage ette, et kui ühendate "vett genereeriva" ahela 100 miljonit aatomit üheks ahelaks, on viimase pikkus vaid 1 cm!
5). Vesiniku kaks olekut on oma tiheduse poolest diametraalselt erinevad. Seega on gaasi kujul olev element kõigist kõige väiksema tihedusega, kuid vedel vesinik, vastupidi, on kõige tihedam.
6). Siin on veel mõned huvitavad faktid vesiniku kohta. Kas teadsite, et 1 liiter gaasilist vesinikku võrdub ainult 0,08988 grammiga?
7). Rahva seas liigub ka üks huvitav “kuulujutt” vesiniku kohta. Nad ütlevad, et Mendelejev püüdis oma naisele pidevalt tõestada, et just see element peaks tabelis hõivama auväärse esikoha, mitte tema ja laps.
Jah, teadusmees on rahvale arusaamatu mees.
8). Kas teadsite, et Päike koosneb üle poole vesinikust?
9). Vesiniku ja hapniku ühendamisel saadakse "süttiv segu" ja antud juhul "plahvatusohtlik gaas". Kui need on ühilduvad, toimub veeplahvatus.
11 On isegi auto, mis kasutab vesinikkütust. Astoni ülikooli üliõpilased lõid selle ja neil oli õigus. See auto on juba võitnud Shelli spetsiaalselt keskkonnasõbralikele autodele loodud võistlusi. Kuigi ka konkurendid ei jää maha.
12). USA mereväe esindajad väidavad, et on õppinud mereveest kütust hankima ning suudavad peagi oluliselt tõsta oma laevade autonoomiat ja võitlustõhusust. Kütuse saamise aluseks on vesiniku ja süsihappegaasi eraldamine mereveest koos nende komponentide hilisema muundamisega vedelaks süsivesinikkütuseks.
Ja lendava mudellennuki peal on sellise kütuse esimene katsetus juba tehtud.
Sajandi esimesel poolel ehitati erinevates riikides suur hulk õhust kergemaid lennukeid – õhulaevu.
Õhulaevad on juhitavad õhupallid, mille sigarikujuline kest on täidetud vesinikuga. Suur vesiniku maht kestas tagas nende õhulaevade suure kandevõime. Pildil on näha üks esimesi väikeseid õhulaevu, kuid 20. sajandi 30. aastate suurimad reisija õhulaevad suutsid vedada kuni 100 inimest väga pikkade vahemaade taha. Nendel lennukitel olid mugavad kajutid, restoranid, dušid, promenaaditekid jne. Sellised õhulaevad tegid regulaarseid lende Euroopast Ameerikasse.
Vesiniku ja hapniku reaktsioonil vabanev suur energiahulk on aga täis suurt ohtu. 6. mail 1937 plahvatas Saksamaalt New Jerseysse (USA) lennanud maailma suurim reisija õhulaev Hindenburg, mis kukkus sildumismasti ja õhulaeva kere vahele libisenud sädeme tõttu vastu maad. Allolev foto jäädvustab seda traagilist hetke. Suuresti selle katastroofi tõttu peatus peagi reisija õhulaevade ehitamine.
Praegu ei kasutata vesinikku õhupallide ja muude õhust kergemate lennukite täitmiseks. Nendel eesmärkidel kasutatakse kallimat, kuid ohutut heeliumgaasi.
See on Mendelejevi keemiliste elementide perioodilises tabelis esikohal ja on tähistatud sümboliga H.
Loe artiklit ja minge saidile www.h2miraclewater-russia.ru vesinikuseadmete ja vesinikuvee kohta lisateabe saamiseks.