Luchtdrogen

Luchtdrogen, in vaktaal waterstofgas, is het chemische element met symbool H en atoomnummer 1. Bij kamertemperatuur en onder normale druk bestaat het uit diatomische moleculen (H2). Waterstof is het lichtste element en komt in het universum overvloedig voor in sterren en gasreuzen. Op aarde komt het vooral gebonden voor in water (H2O) en in organische verbindingen; vrije waterstof komt in de atmosfeer slechts in traceerbare hoeveelheden voor.

Fysische eigenschappen zijn onder meer dat waterstof een kleurloos, reukloos en niet-metalen gas is. Het is extreem brandbaar en vormt met lucht explosieve mengsels in een bepaald bereik (ongeveer 4 tot 75 procent waterstof in zuurstoflucht). De kook- en smeltpunten liggen ver onder nul: smeltpunt ca. −259,16 °C en kookpunt ca. −252,87 °C, waardoor vloeibaar waterstof bij cryogene temperaturen wordt opgeslagen. Het heeft een zeer lage dichtheid bij STP (ongeveer 0,089 g/L), wat opslag en transport uitdagend maakt.

Productie gebeurt vooral via stoomreforming van aardgas en via elektrolyse van water; beide methoden spelen een centrale rol in de chemische industrie en duurzame energiesystemen. Belangrijke toepassingen zijn onder meer de productie van ammoniak voor kunstmest (Haber-Bosch-proces), raffinage van aardolie, brandstofcellen en als energiedrager in transport en opslag. In ruimtevaart is waterstof jarenlang gebruikt als raketbrandstof.

Veiligheid en omgeving vragen aandacht voor het explosiegevaar en de prestatie van materialen bij waterstofmetingen. Waterstof lekt snel door materialen en verzwakt sommige metalen (waterstofembrittlement). Opslag kan onder druk als gas of cryogeen als vloeistof (LH2). Verbranding van waterstof levert alleen water op, maar de milieu-impact hangt af van de herkomst van de geproduceerde waterstof.