Vodorod_Presentation

1.

1
Водород на Земле и в космосе
Автор: Голубь Георгий
Дата: 18.12.25
Кратко: Эта презентация посвящена глубокому изучению самого распространенного элемента
во Вселенной — водорода, его свойствам и роли в космонавтике.

2.

2
Что такое водород?
Водород — это самый лёгкий из всех известных химических элементов (обозначается
символом H), его атомная масса составляет всего 1.00784 а.е.м.
Его структура уникальна и проста: атом состоит всего из одного положительно заряженного
протона в ядре и одного электрона на орбите.
В естественных условиях нашей планеты он практически не встречается в виде отдельных
атомов, а образует двухатомные молекулы H₂.
Это абсолютно прозрачный газ, не имеющий ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но обладающий
высокой горючестью и взрывоопасностью.

3.

3
Где водород на Земле?
Несмотря на свою распространенность во Вселенной, на Земле водород почти полностью
связан в химических соединениях, главным образом в воде (H₂O).
Он является жизненно важным элементом, входящим в состав всех органических веществ,
клеток растений и животных, а также нефти и природного газа.
В чистом газообразном виде в атмосфере Земли он присутствует в ничтожно малых
количествах (около 0.00005%) из-за своей способности улетучиваться в космос.
Огромные запасы водорода скрыты в земной коре в составе различных минералов,
природных ископаемых и углеводородов.

4.

4
Как получают водород?
Электролиз воды — это один из самых чистых методов, при котором электрический ток
расщепляет воду на кислород и водород без вредных выбросов.
Паровая конверсия метана (SMR) — это основной промышленный способ, при котором
природный газ нагревают с водяным паром для получения водорода.
Ученые также разрабатывают методы получения водорода с помощью специальных
бактерий и водорослей, а также путем переработки биомассы.
Водород делят на 'цвета': 'Зелёный' (экологически чистый), 'Серый' (из ископаемого топлива
с выбросами) и 'Синий' (с улавливанием углекислого газа).

5.

5
Хранение и транспортировка
Для хранения водорода в газообразном виде используются баллоны из сверхпрочных
композитных материалов под давлением до 700 атмосфер.
Для транспортировки больших объемов водород сжижают, охлаждая его до экстремально
низкой температуры -253°C (криогенное хранение).
Существуют технологии хранения водорода в твердом состоянии внутри металл-гидридов
или в химически связанном виде (например, в аммиаке).
Работа с водородом требует особых мер безопасности, так как он легко проникает сквозь
материалы и образует взрывоопасные смеси с воздухом.

6.

6
Применение на Земле
Водородные топливные элементы позволяют превращать химическую энергию газа
непосредственно в электричество для питания автомобилей и автобусов.
В химической промышленности водород незаменим для производства аммиачных
удобрений, необходимых для выращивания продуктов питания.
Водород рассматривается как перспективный 'накопитель энергии', позволяющий запасать
излишки электричества от солнечных и ветряных электростанций.
Переход на водородную энергетику может значительно снизить выбросы парниковых газов,
так как продуктом сгорания водорода является чистая вода.

7.

7
Водород в космосе
Водород — это абсолютный лидер космоса, составляющий около 75% массы всей видимой
Вселенной и являющийся основой всех звезд.
В недрах звезд, включая наше Солнце, происходит термоядерный синтез водорода в гелий,
что и дает нам свет и тепло.
Гигантские межзвездные облака молекулярного водорода служат 'колыбелями', в которых
под действием гравитации зарождаются новые звезды и планетные системы.
Изучение радиоизлучения водорода (линия 21 см) позволяет астрономам составлять карты
нашей Галактики и изучать историю Вселенной.

8.

8
Космические полёты
Жидкий водород (LH₂) в паре с жидким кислородом (LOX) является самым эффективным
топливом для мощных ракет-носителей.
Эта топливная пара обеспечивает наивысший удельный импульс, что позволяет выводить
на орбиту самые тяжелые спутники и корабли.
Сгорание водорода в ракетном двигателе создает огромную тягу, а единственным
продуктом 'выхлопа' является перегретый водяной пар.
Главные сложности использования водорода в ракетах — это необходимость сложной
теплоизоляции баков и его низкая плотность.