Waterstofgas

Waterstofgas, chemische formule H2, is een diatomisch molecuul bestaande uit twee waterstofatomen. Het is kleurloos, reukloos en niet giftig in lage concentraties. Waterstof is het lichtste bekende gas en heeft bij standaardtemperatuur en -druk een dichtheid van circa 0,0899 g/L. Het kookpunt ligt op −252,87 °C en het smeltpunt op −259,16 °C, waardoor waterstof onder normale omstandigheden gasvormig blijft.

Waterstof is extreem vlambaar en heeft een brede explosiegrens in lucht, ruwweg van 4 tot 75 vol% afhankelijk van omstandigheden. Verbranding levert alleen waterdamp op, wat bij duurzame productie een lage directe milieu-impact oplevert. Toch hangt de milieuvoetafdruk af van de productie: vooral via stoomreforming van aardgas is CO2-uitstoot betrokken. Veiligheid vereist goede ventilatie, lekdetectie en het voorkomen van ontstekingsbronnen; aardingsmaatregelen om elektrostatische oplading te voorkomen; en maatregelen tegen explosiegevaar.

Productie en gebruik: Waterstof wordt vooral geproduceerd door stoomreforming van aardgas en door elektrolyse van water. De elektrolyse kan groen genoemd worden wanneer de elektriciteit uit hernieuwbare bronnen komt. Belangrijke industriële toepassingen zijn de productie van ammoniak (voor kunstmest), raffinage en chemische synthese; als energiedrager in brandstofcellen, transport en ruimtevaart. Bij verbranding ontstaan uitsluitend waterdamp; in brandstofcelsystemen kan waterstof elektriciteit leveren met weinig directe emissies.

Opslag en transport: waterstof heeft een lage volumetrische energiedichtheid in gasvorm. Het wordt onder hoge druk opgeslagen als gas of gekoeld als vloeistof bij circa 20 kelvin. Veilige opslag vereist geschikte materialen, lekpreventie en maatregelen tegen explosiegevaar.

Geschiedenis en nomenclatuur: Waterstofgas werd in 1766 door Henry Cavendish geïdentificeerd als de stof die water vormt wanneer het verbrandt; de naam waterstof betekent watervormer. Het symbool H2 wordt wereldwijd gebruikt.