CC BY
5
УДК 621.6
Гафиятуллин Д.М.
студент
Научный руководитель: Сироткина Л.В., к.х. н.
Казанский государственный энергетический университет
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДОРОДА
Аннотация. В настоящей работе рассмотрены основные физико-химические свойства водорода, показаны их достоинства и недостатки.
Ключевые слова: водород; области применения водорода; физико-химические свойства водорода; водородные накопители энергии; водородная энергетика.
Gafiyatullin D.M.
student
Scientific supervisor: Sirotkina L. V.
Kazan state power engineering university
PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF HYDROGEN
Abstract. This work examines the basic physicochemical properties of hydrogen and shows their advantages and disadvantages.
Keywords: hydrogen; applications of hydrogen; physical and chemical properties of hydrogen; hydrogen energy storage; hydrogen energy.
Водород - самый распространенный химический элемент [1, 2]. Перед проведением экспериментов с водородом его обязательно следует проверять на чистоту и учитывать его физико - химические свойства во избежание несчастных случаев.
В данной статье проведен анализ физико - химических свойств водорода, выделены их преимущества и недостатки.
В качестве многообещающей замены ископаемому топливу водород превратился в экологически чистую и возобновляемую энергию. Ключевой проблемой является эффективное производство водорода для удовлетворения спроса на водород в промышленных масштабах. Электролиз с расщеплением воды является многообещающим способом достижения эффективного производства водорода с точки зрения преобразования и хранения энергии, в которых катализ или электрокатализ играет решающую роль [1].
Физические свойства водорода включают в себя [3]:
-Легкость. Это означает, что водопровод является самым богатым и легким из всех газовых веществ, что делает его чрезвычайно разнообразным и важным компонентом.
- Теплопроводность. Водород обладает высочайшей теплопроводностью среди всех газовых материалов, что означает, что он эффективно передает тепловую энергию по сравнению с другими аналогичными веществами. Это сказывается на быстром движении молекул.
-Состав молекулы. В молекуле содержится два атомных ядра водорода и два электрона.
-Растворимость. Водород имеет хорошую растворимость в металлах, таких, как палладий. Это выражается способностью к диффузии.
Химические свойства водорода [3]:
- При воздействии активных металлов некоторые вещества демонстрируют появление окислительных свойств при условиях высокого давления и повышенной температуры.
- Влияние способствует переменчивости при контакте с другими материалами. Для этого должны меняться температура, давление, освещение и иные условия.
- Способен формировать гидриды при соединении с щелочными и щелочноземельными металлами.
- Взаимодействие с оксидом металла может привести к преобразованию.
Водород в химических реакциях выступает как восстановитель, реже
как окислитель. Он реагирует с оксидами малоактивных металлов и способен восстанавливать только металлы, находящиеся в ряду активности справа от цинка [5].
Существует три отдельных изотопа водорода, каждая с собственным названием. Эти изотопы идентифицируются как:
- 1Н - протий;
- 2Н - дейтерий;
- 3Н - тритий (радиоактивен).
В химических соединениях водород обычно имеет положительную
валентность и ведет себя подобно щелочному металлу. В гидридах ион водорода отрицательно одновалентен. Это означает, что атомы водорода потеряли электроны, что приводит к чистой отрицательной нагрузке. [4].
Таким образом, анализ физико-химических свойств водорода позволяет понять его свойства и поведение в различных условиях, что важно для применения водорода в различных отраслях, таких как энергетика, промышленность, транспорт, а также помогает разрабатывать новые технологии и материалы на его основе и улучшать существующие методы получения, хранения и использования.
Использованные источники:
1. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение: Справочн. изд; под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубровина. - М.: Химия, 1989. - 672 с.
2. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно- воздушных смесей (РД 03-409-01), Госгортехнадзор России, 2001.
3. Шпильрайн Э.Э., Малышенко С.П., Кулешов Г.Г. Введение в водородную энергетику. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 264 с.
4. Denisenko V.P., Kirillov I.A., Korobtsev S.V. at al. «Hydrogen Subsonic upward Release and Dispersion Experiments in CLosed Cylin- drical Vessel», 2th INTERNATIONAL CONFERENCE ON HYDROGEN SAFETY, SAN SEBASTIAN, SPAIN, September 11-13, 2007. - Р.106.
5. Сироткина Л.В. Основные направления развития водородной энергетики. В сборнике: Новые технологии, материалы и оборудование российской авиакосмической отрасли. Материалы Всероссийской научно -практической конференции с международным участием. Материалы докладов. 2018. С. 269-271.
