Inhoud
Waterstofreacties
Welke waterstof vrijkomt bij verbranding hangt af van de omgeving en het type verbranding dat het doormaakt. Over het algemeen zijn er twee manieren waarop waterstof kan verbranden: het kan worden gebruikt bij kernfusie, in krachtige reacties zoals die welke sterren doen branden, of het kan op aarde verbranden met behulp van de zuurstofrijke atmosfeer. Op aarde kan waterstof in veel verschillende stoffen worden aangetroffen, maar zuivere waterstof werkt op een bepaalde manier en stoot alleen bepaalde deeltjes uit bij verbranding.
Waterstof wordt beschouwd als het meest voorkomende chemische element dat er bestaat en is verantwoordelijk voor een grote hoeveelheid warmte die in het universum bestaat. In nucleaire reacties, vooral die welke de zon en andere sterren van energie voorzien, wordt waterstof onder enorme druk gezet totdat het een grote hoeveelheid warmte en licht vrijgeeft; het verandert dan in andere elementen. De kernreactie verbruikt het waterstofatoom en smelt de overgebleven delen van verschillende waterstofatomen samen tot een heliumatoom. Dit proces verandert eigenlijk afhankelijk van de grootte van de ster, maar helium is nog steeds het geproduceerde primaire element. Andere deeltjes worden ook in kleinere hoeveelheden geproduceerd, niet anders dan as dat overblijft van de kernfusie; deze deeltjes kunnen uiteindelijk samenkomen en een neutronenster vormen nadat alle waterstof en helium verdwenen zijn.
Waterstof als brandstof
Op aarde gaat waterstof helemaal niet door het kernreactieproces, tenzij het gedwongen wordt in een atoombom. In plaats daarvan branden de atomen op een heel andere manier, vergelijkbaar met hoe koolwaterstofbrandstoffen branden, maar in een zuiverdere vorm. Net als de op koolstof gebaseerde brandstoffen reageert zuivere waterstof met de lucht eromheen om te verbranden en produceert een grote hoeveelheid warmte als energie. In tegenstelling tot de meer gangbare brandstoffen laat pure waterstof niet veel extra of verontreinigende deeltjes achter.
De meest voorkomende stof als gevolg van waterstofverbranding is water. De waterstofatomen mengen zich met de zuurstofatomen en vormen de essentiële H20-formule, wat resulteert in een licht residu van water dat kan ontsnappen als waterdamp of condenseren op oppervlakken in de buurt waar de waterstof wordt verbrand. Lucht is natuurlijk slechts gedeeltelijk zuurstof en er zijn andere elementen in de atmosfeer, met name stikstof. Wanneer waterstof brandt, verbrandt het ook de stikstof en kan het verschillende stikstofoxiden in de lucht vrijgeven.
Waterstofverontreinigingen
Stikstofoxiden zijn gevaarlijke deeltjes die kunnen helpen zure regen te maken en deel te nemen aan andere destructieve cycli. Maar zuivere waterstof wordt nog steeds aangekondigd als een schone brandstof, vooral omdat de hoeveelheid oxiden die het creëert minimaal is in vergelijking met die van fossiele brandstoffen, en het belangrijkste bijproduct van waterstof, water, onschadelijk is. De moeilijkste stappen bij het aftappen van waterstof als brandstof vinden het in zijn pure vorm en gebruiken de energie die het produceert efficiënt. Veel wetenschappelijke processen worden gebruikt om pure waterstof te extraheren uit de verschillende stoffen waarmee het op aarde is verbonden.