Wat is waterstofverbranding?
Waterstofverbranding is het proces waarbij waterstof reageert met een oxidatiemiddel en brandt. Waterstofverbranding is een exotherme verbranding, wat betekent dat het warmte-energie afgeeft. Endotherme processen absorberen daarentegen energie. Waterstof verbrandt op basis van de chemische formule 2H 2 + O 2 → 2H 2 O, wat betekent dat het reageert met zuurstof. Hoewel het niet wordt weergegeven in de chemische vergelijking, is een input van energie nodig om de reactie te starten, die een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijgeeft wanneer deze wordt voltooid.
Verbrandingsreacties worden vaker eenvoudigweg brandend genoemd. Er zijn twee delen die essentieel zijn voor verbrandingsreacties, waaronder waterstofverbranding: een brandstof en een oxidatiemiddel. Bij de invoer van warmte reageert waterstof met zuurstof om warmte en lichtenergie vrij te geven. De eindproducten van de reactie omvatten waterdamp en warmte. De invoer van warmte is noodzakelijk om de aantrekkelijke krachten tussen atomen en moleculen te overwinnen; de vrijgekomen energie komt van de energie die werd opgeslagen in chemische bindingen die tijdens de reactie worden verbroken.
Waterstofverbranding heeft enig potentieel getoond voor het aandrijven van auto's en het genereren van energie om aan andere menselijke behoeften te voldoen. Vanwege de benodigde energie-invoer en de relatief lage energie-uitvoer is het echter moeilijk om deze efficiënt te gebruiken. Fossiele brandstoffen worden vaker gebruikt voor brandstof en energie, maar de toevoer van dergelijke brandstoffen is zeer beperkt en bij hun verbranding komen schadelijke gassen vrij in de atmosfeer. Waterstof is daarentegen een enorm overvloedige hulpbron die alleen waterdamp produceert wanneer deze wordt verbrand. Als zodanig boeken energieonderzoeken aanzienlijke vooruitgang bij de ontwikkeling van brandstofcellen op waterstofbasis; sommige zijn al in verschillende mate in auto's gebruikt.
Hoewel het nog steeds een relatief nieuw studiegebied is, zijn er verschillende soorten voertuigen die zijn gemaakt om waterstofverbranding te gebruiken vanwege de netheid en het hernieuwbare karakter ervan. Grote hoeveelheden waterstof worden in feite gebruikt om ruimteschepen de ruimte in te sturen. Kleinere voertuigen, zoals boten en motorfietsen, zijn ook gemaakt om waterstofverbranding te gebruiken.
Een beroemd voorbeeld van waterstofverbranding is de Hindenburg-explosie. De Hindenburg was een luchtschip dat omhoog werd gehouden door enorme hoeveelheden waterstof. Iets aan boord van het luchtschip veroorzaakte een explosie waardoor de waterstof ontstak, waardoor het enorme luchtschip gewelddadig explodeerde en 35 mensen om het leven kwamen. Veel verschillende theorieën zijn naar voren gebracht om de plotselinge explosie te verklaren, maar de ware oorzaak werd nooit definitief vastgesteld.