Loading article…
 プラズマ状態では紫色に輝く | ||||||||||||||||||||||||||
| 水素 | ||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 外観 | 無色のガス | |||||||||||||||||||||||||
| 標準原子量 A r °(H) | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
| 周期表における水素 | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
| 原子番号 ( Z ) | 1 | |||||||||||||||||||||||||
| グループ | グループ1: 水素およびアルカリ金属 | |||||||||||||||||||||||||
| 期間 | 期間1 | |||||||||||||||||||||||||
| ブロック | Sブロック | |||||||||||||||||||||||||
| 電子配置 | 1秒1 | |||||||||||||||||||||||||
| 殻あたりの電子数 | 1 | |||||||||||||||||||||||||
| 物理的特性 | ||||||||||||||||||||||||||
| STPでの フェーズ | ガス | |||||||||||||||||||||||||
| 融点 | ( H 2 ) 13.99 K (−259.16 °C, −434.49 °F) | |||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | ( H 2 ) 20.271 K (−252.879 °C, −423.182 °F) | |||||||||||||||||||||||||
| 密度 （標準温度） | 0.08988グラム/リットル | |||||||||||||||||||||||||
| 液体の場合（ mp） | 0.07 g/cm 3（固体：0.0763 g/cm 3）[3] | |||||||||||||||||||||||||
| 液体のとき（ 沸点） | 0.07099グラム/ cm3 | |||||||||||||||||||||||||
| 三点 | 13.8033 K、7.041 kPa | |||||||||||||||||||||||||
| 臨界点 | 32.938 K、1.2858 MPa | |||||||||||||||||||||||||
| 融解熱 | （H2 ） 0.117kJ /モル | |||||||||||||||||||||||||
| 気化熱 | （H2 ） 0.904kJ/モル | |||||||||||||||||||||||||
| モル熱容量 | ( H 2 ) 28.836 J/(モル·K) | |||||||||||||||||||||||||
蒸気圧
| ||||||||||||||||||||||||||
| 原子特性 | ||||||||||||||||||||||||||
| 酸化状態 | 共通: −1、+1 | |||||||||||||||||||||||||
| 電気陰性度 | ポーリングスケール: 2.20 | |||||||||||||||||||||||||
| イオン化エネルギー |
| |||||||||||||||||||||||||
| 共有結合半径 | 午後31時±5時 | |||||||||||||||||||||||||
| ファンデルワールス半径 | 午後120時 | |||||||||||||||||||||||||
| その他のプロパティ | ||||||||||||||||||||||||||
| 自然発生 | 原始的な | |||||||||||||||||||||||||
| 結晶構造 | 六角形（hP4） | |||||||||||||||||||||||||
| 格子定数 |  c = 618.31 pm （三重点）[4] | |||||||||||||||||||||||||
| 熱伝導率 | 0.1805 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||
| 磁気秩序 | 反磁性[5] | |||||||||||||||||||||||||
| モル磁化率 | −3.98 × 10 -6 cm 3 /mol (298 K) [6] | |||||||||||||||||||||||||
| 音速 | 1310 m/s（ガス、27 °C） | |||||||||||||||||||||||||
| CAS番号 | 12385-13-6 1333-74-0 ( H 2 ) | |||||||||||||||||||||||||
| 歴史 | ||||||||||||||||||||||||||
| 発見 | ヘンリー・キャベンディッシュ[7] [8] (1766) | |||||||||||||||||||||||||
| 命名者 | ルイ＝ベルナール・ギトン・ド・モルヴォー アントワーヌ・ラヴォアジエ[9] [10] (1787) | |||||||||||||||||||||||||
| 水素の同位体 | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
水素は元素記号H、原子番号1の化学元素です。最も軽い元素で、標準状態では化学式H 2の二原子分子の気体で、二水素、[11] 、水素ガス、分子状水素、または単に水素と呼ばれることもあります。無色、無臭、[12]無毒で、非常に可燃性です。通常の物質の約75%を構成する水素は、宇宙で最も豊富な化学元素です。[13]太陽を含む恒星は主にプラズマ状態の水素で構成されていますが、地球上では、水素は水、有機化合物、二水素、およびその他の分子の形で見つかります。最も一般的な水素の同位体（陽子、1 H）は、1つの陽子、1つの電子で構成され、中性子はありません。
水素ガスは、16世紀初頭に酸と金属の反応によって初めて人工的に生成されました。ヘンリー・キャベンディッシュは、1766年から1781年にかけて、水素ガスを独自の物質として特定し[14] 、燃焼すると水を生成する特性を発見しました。そのため、水素ガスの名前はギリシャ語で「水生成者」を意味します。水素が吸収および放出する光の色を理解することは、量子力学の発展において非常に重要な部分でした。
水素は、極度の圧力下を除いて通常は非金属であり、ほとんどの非金属と容易に共有結合を形成し、水やさまざまな有機物質などの化合物の形成に寄与します。水素の役割は、主に可溶性分子間のプロトン交換を伴う酸塩基反応において重要です。イオン性化合物では、水素は、負に帯電した陰イオン（水素化物と呼ばれる）または正に帯電した陽イオン（H +、プロトンと呼ばれる）のいずれかの形をとります。プロトンは水分子と強く結合していますが、水溶液の挙動に強く影響し、pH の重要性に反映されています。一方、水素化物は溶媒を脱プロトン化して H 2を生成する傾向があるため、めったに観察されません。
初期宇宙では、ビッグバン後の最初の1秒間に水素の陽子が形成され、中性水素原子は、宇宙が冷え、プラズマが電子が陽子に結合したままになるほど冷えた約37万年後の再結合期に初めて形成されました。[15]
工業用水素生産は、天然ガスの水蒸気改質によって行われます。より一般的な水の電気分解は、エネルギー集約型、つまり高価であるため一般的ではありません。[16] [17]主な工業用途には、水素化分解や水素化脱硫などの化石燃料処理が含まれます。アンモニア生産も水素の主要な消費源です。燃料電池での発電および熱源としての新たな用途があります。[18]燃料電池で使用する場合、使用時点での水素の唯一の排出物は水蒸気ですが、[18]燃焼により窒素酸化物が発生する可能性があります。[18]水素と金属との相互作用により脆化が発生する可能性があります。[19]
プロパティ
燃焼
水素ガスは非常に可燃性です。
- 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O(l) (572 kJ/2 mol = 286 kJ/mol = 141.865 MJ/kg) [注 1]
燃焼エンタルピー：−286 kJ/mol. [20]
水素ガスは、濃度4～74%の空気と爆発性混合物を形成します[21]。また、濃度5～95%の塩素とは爆発性混合物を形成します。水素の自然発火温度、つまり空気中での自然発火温度は500℃（932℉）です。[22]
炎
純粋な水素酸素の炎は紫外線を発し、酸素の混合比が高いと肉眼ではほとんど見えません。これは、スペースシャトルのメインエンジンのかすかな煙で示されていますが、過塩素酸アンモニウムの複合材料を使用するスペースシャトルの固体ロケットブースターの非常に目立つ煙と比較されます。燃焼中の水素漏れを検出するには、炎検出器が必要な場合があります。このような漏れは非常に危険です。他の条件での水素の炎は青色で、青い天然ガスの炎に似ています。 [ 23]ヒンデンブルク号の破壊は水素燃焼の悪名高い例であり、原因は今でも議論されています。写真で見える炎は、飛行船の外皮の炭素化合物が燃えた結果でした。[24]
電子エネルギーレベル
水素原子の電子の基底状態のエネルギーレベルは -13.6 eV であり 、[ 25 ]波長約91 nm の紫外線 光子に相当します。 [26]水素のエネルギーレベルは連続した量子数で表され、 は基底状態です。水素のスペクトル系列は、高エネルギーレベルから低エネルギーレベルへの遷移による光の放出に対応しています。[27] : 105
水素のエネルギーレベルは、電子が地球が太陽の周りを回るのと同じように陽子の周りを回るボーアの原子模型を使ってかなり正確に計算できる。しかし、電子と陽子は静電引力によって結びついているのに対し、惑星や天体は重力によって結びついている。ボーアが初期の量子力学で仮定した角運動量の離散化により、ボーアの模型における電子は陽子から一定の許容距離しか占有できず、したがって一定の許容エネルギーしか占有できない。[28]
水素原子の正確な記述は、シュレーディンガー方程式、ディラック方程式、またはファインマン 経路積分定式を使用して陽子の周りの電子の確率密度を計算する量子解析から得られます。 [29]最も複雑な式には、特殊相対性理論と真空分極の小さな効果が含まれます。量子力学的処理では、基底状態の水素原子の電子には角運動量がないため、「惑星軌道」が電子の運動とどのように異なるかを示しています。[引用が必要]
スピン異性体
分子状水素は、核のスピン状態が異なる2 つの核異性体として存在する。 [30]オルト水素型では、2 つの核のスピンは平行で、分子スピンの総和が であるスピン三重項状態を形成する。パラ水素型では、スピンは反平行で、スピン であるスピン一重項状態を形成する。オルト水素とパラ水素の平衡比は温度に依存する。室温またはそれより暖かい温度では、平衡水素ガスにはパラ型が約 25%、オルト型が約 75% 含まれる。[31]オルト型は励起状態であり、パラ型よりも 1.455 kJ/mol 高いエネルギーを持ち、[32]低温に冷却すると数分でパラ型に変換される。[33]これらの異性体の熱特性は、それぞれが異なる回転量子状態を持つため異なる。[34]
H2のオルト対パラ比は、液体水素の液化と貯蔵において重要な考慮事項です。オルトからパラへの変換は発熱反応であり、冷却プロセス中に最初にパラ水素に変換されなければ、液体の大部分を蒸発させるのに十分な熱が発生します。[35]この液体の損失を防ぐために、水素冷却中に酸化鉄や活性炭化合物などのオルト-パラ相互変換触媒が使用されます。[36]
フェーズ
液体水素は、水素の臨界点である 33 K未満の温度でも存在できます。[37]しかし、大気圧で完全に液体の状態になるためには、H 2を 20.28 K (-252.87 °C、-423.17 °F) まで冷却する必要があります。水素は、1898 年にジェームズ・デュワーによって再生冷却と彼の発明である真空フラスコを使用して液化されました。液体水素は一般的なロケット推進剤であり、内燃機関や燃料電池の燃料としても使用できます。[要出典]
固体水素は、標準圧力で、水素の融点である 14.01 K (-259.14 °C; -434.45 °F)以下に温度を下げることで生成できます。これは1899 年にJames Dewarによって初めて収集されました。[要出典]相 I から相 V として知られる複数の異なる固体相が存在し、それぞれが特徴的な分子配列を示しています。[38]液相と固体相は三重点で混在することがあり、これはスラッシュ水素と呼ばれる物質です。[39]
金属水素は、極めて高い圧力（400ギガパスカル（3,900,000気圧、58,000,000psi）以上）で得られる相であり、電気伝導体である。木星のような巨大惑星の深部に存在すると考えられている。[38] [40]
水素はイオン化するとプラズマとなり、星の内部ではその形で水素が存在します。
同位体
水素には3つの天然同位体があり、1
H、2
手3
H . その他の非常に不安定な核（4
Hから7
H）は実験室で合成されているが、自然界では観察されていない。[41] [42]
- 1
Hは最も一般的な水素同位体であり、存在比は99.98%を超えています。この同位体の核は1つの陽子のみで構成されているため、説明的な正式名称はプロチウム（陽子）ですが、めったに使用されません。 [43]これは中性子を持たない唯一の安定同位体です。他の同位体が存在しない理由については、二陽子を参照してください。 - 2
もう一つの安定水素同位体であるHは重水素として知られ、原子核に1つの陽子と1つの中性子を含んでいます。宇宙の重水素のほぼすべてはビッグバンの時に生成されたと考えられており、それ以来存在し続けています。重水素は放射性ではなく、重大な毒性の危険性はありません。通常の水素の代わりに重水素を含む分子が豊富な水は重水と呼ばれます。重水素とその化合物は、化学実験や溶媒の非放射性ラベルとして使用されます。1
H - NMR分光法。[44]重水は中性子減速材や原子炉の冷却材として使用されます。重水素は商業用核融合の燃料としても期待されています。[45] - 3
Hはトリチウムとして知られ、その原子核には1つの陽子と2つの中性子が含まれています。これは放射性であり、半減期12.32年のベータ崩壊によりヘリウム3に崩壊します。[ 46 ]これは、時計の針や文字盤マーカーを塗装するなど、データ表示の視認性を高めるための夜光塗料に使用されるほどの放射性があります。時計のガラスは、少量の放射線がケースから漏れるのを防ぎます。 [47]少量のトリチウムは、大気ガスに衝突する宇宙線によって自然に生成されます。また、トリチウムは核兵器実験でも放出されています。 [48]これは、核融合で使用され、 [49]同位体地球化学のトレーサーとして、 [50]特殊な自己発電照明装置で使用されています。 [51]トリチウムは、放射性標識として化学および生物標識実験でも使用されています。 [52]
元素の中ではユニークで、一般的に使用されている同位体には明確な名前が付けられています。放射能の研究の初期段階では、重い放射性同位体には独自の名前が付けられていましたが、現在ではほとんど使用されていません。記号DとT（2
手3
H）は重水素と三重水素の記号として使われることがあるが、Pの記号はすでにリンの記号として使われていたため、三重水素には使えなかった。[53]国際純正応用化学連合（IUPAC）は命名ガイドラインで、D、T、2
手3
Hは使用されるが2
手3
Hが好ましい。[54]
反ミューオンと電子からなるエキゾチック原子 ミューオニウム（記号Mu）も、水素の軽い放射性同位体とみなすことができます。[55]ミューオンは寿命とともに崩壊するため、2.2 µsでは、ミューオニウムは観測可能な化学反応を起こすには不安定すぎる。[56]しかし、反ミューオンと陽子の質量差により、ミューオニウム化合物は量子シミュレーションの重要なテストケースとなり、 [57] IUPAC命名法には、塩化水素と水素化ナトリウムにそれぞれ類似したミューオニウム塩化物 (MuCl) とミューオン化ナトリウム (NaMu) などの仮想化合物が組み込まれている。[58]
反水素（
H
）は水素の反物質である。反陽子と陽電子から構成される。反水素は2015年現在までに生成された唯一の反物質原子である[アップデート]。[59] [60]
熱的および物理的特性
大気圧における水素（H2）の熱的および物理的性質の表：[ 61 ] [62]
歴史
18世紀
.jpg/500px-Portret_van_Robert_Boyle,_RP-P-OB-4578_(cropped).jpg)
1671年、アイルランドの科学者ロバート・ボイルは鉄粉と希酸の反応を発見し、水素ガスの発生について記述した。[63] [64]ボイルはガスが可燃性であることには触れなかったが、水素は燃焼のフロギストン説 を覆す上で重要な役割を果たすことになる。[65]
1766年、ヘンリー・キャベンディッシュは、金属酸反応で生じたガスを「可燃性空気」と名付け、水素ガスを独立した物質として初めて認識した。彼は「可燃性空気」が仮説上の物質「フロギストン」と同一であると推測し[66] [67]、さらに1781年にこのガスが燃焼すると水が発生することを発見した。彼は通常、水素を元素として発見したとされている[7] [8] 。
.jpg/500px-Antoine-Laurent_Lavoisier_by_Louis_Jean_Desire_Delaistre_(cropped).jpg)
1783年、アントワーヌ・ラボアジエは、水素が燃焼すると水が生成されるというキャベンディッシュの発見をラプラスと共に再現し、水素として知られるようになった元素を特定しました[68] 。 [8]ラボアジエは、火で熱した白熱鉄管を通してH2の蒸気で金属鉄を処理することで、質量保存の実験のために水素を生成しました。高温での水の陽子による鉄の嫌気性酸化は、次の一連の反応で概略的に表すことができます。
- 1) Fe + H 2 O → FeO + H 2
- 2) Fe + 3 H 2 O → Fe 2 O 3 + 3 H 2
- 3) Fe + 4 H 2 O → Fe 3 O 4 + 4 H 2
多くの金属は水と同様に反応して水素を生成します。[69] 状況によっては、このH2生成プロセスは、原子燃料棒のジルコニウム被覆の場合のように問題となることがあります。[70]
19世紀
1806年までに水素は気球の充填に使用されました。[71] フランソワ・イザック・ド・リヴァは1806年に水素と酸素の混合物で動く内燃機関である最初のド・リヴァエンジンを製作しました。エドワード・ダニエル・クラークは1819年に水素ガス吹き管を発明しました。ドーベライナーのランプとライムライトは1823年に発明されました。水素は1898年にジェームズ・デュワーによって再生冷却と彼の発明である真空フラスコを使用して初めて液化されました。彼は翌年固体水素を製造しました。 [8]
最初に明確に認識された（しかし当時は理解されていなかった）量子効果の 1 つは、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの観察である。これは、 H 2の比熱容量が室温以下では二原子ガスの比熱容量から説明のつかないほど離れ、極低温では単原子ガスの比熱容量に次第に似てくるというものである。量子論によれば、この挙動は（量子化された）回転エネルギー準位の間隔から生じ、H 2は質量が小さいため、特に間隔が広い。これらの間隔の広い準位は、低温の水素における回転運動への熱エネルギーの均等な分配を阻害する。より重い原子からなる二原子ガスは、このような間隔の広い準位を持たず、同じ効果は示さない。[72]
20世紀
水素化物アニオンの存在は、1916年にギルバート・N・ルイスによって第1族および第2族の塩状化合物について示唆された。1920年にモーアスは溶融水素化リチウム（LiH）を電気分解し、陽極で化学量論量の水素を生成した。 [73]
水素原子は、陽子と電子のみからなる単純な原子構造をしているため、そこから発生する光のスペクトルや水素原子によって吸収される光のスペクトルは、原子構造理論の発展において中心的な役割を果たしてきた。[74]シュレーディンガー方程式を直接解くことができる唯一の中性原子としての水素のユニークな位置は、そのエネルギー論の探究を通じて量子力学の理解に大きく貢献してきた。[75]さらに、水素分子の対応する単純さと対応する陽イオンHの研究は、水素のエネルギー論の理解に大きく貢献している。+21920年代半ばに水素原子の量子力学的取り扱いが開発された直後に、化学結合の性質についての理解がもたらされた。[要出典]
水素を運ぶ飛行船
.jpg/500px-Hindenburg_over_New_York_1937_(cropped).jpg)
最初の水素気球は、1783年にジャック・シャルルによって発明されました。 1852年にアンリ・ジファールによって最初の水素飛行船が発明されて以来、水素は最初の信頼性の高い航空旅行の揚力を提供しました。ドイツのフェルディナント・フォン・ツェッペリン伯爵は、後にツェッペリンと呼ばれるようになった水素で浮く硬式飛行船のアイデアを推進しました。その最初の飛行船は1900年に初飛行しました。 [8]定期便は1910年に開始され、1914年8月に第一次世界大戦が勃発するまでに、重大な事故もなく35,000人の乗客を運びました。水素飛行船は戦争中に観測プラットフォームや爆撃機として使用されました。[要出典]
最初の無着陸大西洋横断は、1919年にイギリスの飛行船R34によって達成されました。1920年代には定期旅客サービスが再開され、米国でヘリウム埋蔵量が発見されたことで安全性の向上が期待されましたが、米国政府はこの目的でガスを販売することを拒否しました。そのため、 H2はヒンデンブルク飛行船で使用されましたが、 1937年5月6日にニュージャージー上空で空中火災により破壊されました。 [8]この事件はラジオで生中継され、撮影されました。漏れた水素の発火が原因であると広く考えられていますが、後の調査では静電気によるアルミニウムコーティングされた布地の発火が原因であると指摘されました。しかし、浮上ガスとしての水素の評判へのダメージはすでにあり、商業的な水素飛行船の運航は中止されました。水素は、不燃性だがより高価なヘリウムよりも、気象観測気球の浮上ガスとして今でも使用されています。[要出典]
重水素と三重水素
重水素は1931年12月にハロルド・ユーリーによって発見され、三重水素は1934年にアーネスト・ラザフォード、マーク・オリファント、ポール・ハートックによって合成されました。[7]通常の水素の代わりに重水素を含む 重水は、1932年にユーリーのグループによって発見されました。[8]
水素冷却タービン発電機
最初の水素冷却タービン発電機は、 1937年にオハイオ州デイトンでデイトン電力会社が所有する会社で、回転子と固定子の冷却剤としてガス状水素を使用するものでした。 [76]これは、水素ガスの熱伝導率が高く、粘性が非常に低いため、空気よりも抵抗が少ないという理由からでした。これは、60MW以上の発電機に使用される最も一般的な冷却剤です。より小型の発電機は通常、空冷式です。[要出典]
ニッケル水素電池
ニッケル水素電池は、 1977年にアメリカ海軍の航法技術衛星2号（NTS-2）に初めて搭載されました。[77]国際宇宙ステーション、[78] マーズオデッセイ[79]およびマーズグローバルサーベイヤー[80]にはニッケル水素電池が搭載されています。軌道の暗い部分では、ハッブル宇宙望遠鏡もニッケル水素電池で稼働しており、[81]打ち上げから19年以上経過し、設計寿命を13年超えた2009年5月にようやく交換されました。[82]
化学
実験室での合成
H 2 は実験室で生成されますが、多くの場合、他の反応の副産物として生成されます。多くの金属は水と反応してH 2 を生成しますが、水素発生の速度は金属、pH、合金化剤の存在によって異なります。ほとんどの場合、水素発生は酸によって引き起こされます。アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛、マンガン、鉄は水性酸と容易に反応します。この反応は、かつて実験室のガス源として使用されていた キップの装置の基礎となっています。
- 亜鉛 + 2 H + → 亜鉛2+ + H 2
酸がない場合、H 2の発生は遅くなります。鉄は広く使用されている構造材料であるため、その嫌気性腐食は技術的に重要です。
- Fe + 2 H 2 O → Fe(OH) 2 + H 2
アルミニウムなどの多くの金属は、酸化物の不動態皮膜を形成するため、水との反応が遅い。しかし、アルミニウムとガリウムの合金は水と反応する。[83]高いpHでは、アルミニウムはH2を生成する可能性がある。
- 2 Al + 6 H 2 O + 2 OH − → 2 [Al(OH) 4 ] − + 3 H 2
Hの化合物2
H 2は比較的反応性が低い。この低い反応性の熱力学的根拠は、結合解離エネルギーが 435.7 kJ/mol である非常に強い H–H 結合である。[84] H 2 は二水素錯体と 呼ばれる配位錯体を形成する。これらの種は、水素と金属触媒の相互作用の初期段階についての洞察を与える。中性子回折によると、これらの錯体では金属と 2 つの H 原子が三角形を形成する。HH 結合はそのまま残るが、伸長している。これらは酸性である。[85]
地球上では珍しい存在だが、H+3イオンは宇宙に広く存在する。前述の二水素錯体と同様に三角形の種である。これはプロトン化分子水素または三水素カチオンとして知られている。[86]
水素は塩素、フッ素、硫黄と直接反応して、それぞれHF、HCl、 H 2 S を生成します。[引用が必要]
水素含有化合物
既知の化合物のほとんどには水素が含まれていますが、H 2としてではなく、共有結合した H 原子として含まれています。この相互作用は、有機化学と生化学の基礎です。水素は炭素と多くの化合物を形成し、炭化水素と呼ばれます。炭化水素は有機化合物と呼ばれます。自然界では、ほとんどの場合、窒素、酸素、硫黄などの「ヘテロ原子」が含まれています。 [87]炭化水素の特性の研究は有機化学と呼ばれ、[88]生物の文脈での炭化水素の研究は生化学と呼ばれています。[89]いくつかの定義では、「有機」化合物には炭素のみが含まれている必要があります。ただし、ほとんどの化合物には水素も含まれており、このクラスの化合物に特定の化学的特性のほとんどを与えるのは炭素-水素結合であるため、化学における「有機」という単語の定義には炭素-水素結合が必要です。[87]炭化水素は数百万種類知られており、通常は元素水素がほとんど関与しない複雑な経路によって形成されます。[引用が必要]
水素化物
水素は、金属や主族元素などの電気陰性度の低い元素と化合物を形成する。これらの化合物では、水素は部分的に負に帯電する。「水素化物」という用語は、H原子が負またはアニオン性の特性を獲得したことを示唆しており、H −で示される。通常、水素化物は、より電気陽性の元素を含む化合物中の水素を指す。1族および2族金属以外の水素化物の場合、水素の電気陰性度が低いことを考慮すると、この用語は誤解を招く可能性がある。よく知られている水素化物はリチウムアルミニウム水素化物であり、[AlH 4 ] −アニオンはAl(III)にしっかりと結合したヒドリド中心を持っている。[90] おそらく最も広範な一連の水素化物は、ホウ素と水素のみからなる化合物であるボランである。 [91]
水素化物はこれらの電気陽性元素に末端配位子としてだけでなく、架橋配位子としても結合することができる。ジボラン（B 2 H 6）では、4つのHが末端にあり、2つが2つのB原子間の架橋となっている。[46]
陽子と酸
より電気陰性度の高い元素、特にフッ素、酸素、窒素と結合すると、水素は孤立電子対を持つ別の電気陰性度の高い元素と中程度の強度の非共有結合を形成する。この現象は水素結合と呼ばれ、多くの生体分子の安定性に重要である。[92] [93] H + はH 2の酸化によっても得られる。ブレンステッド・ローリーの酸塩基理論によれば、酸はプロトン供与体であり、塩基はプロトン受容体である。[要出典]
裸の陽子H + は、真空以外の場所では基本的に存在できません。真空でなければ、他の原子、イオン、分子に付着します。メタンのように不活性な種でも、プロトン化される可能性があります。「陽子」という用語は、単一の陽子が種として自由に存在していることを暗示することなく、溶媒和した「{chem2|H+}}」を指すために、ゆるく比喩的に使用されています。溶液中の裸の陽子の暗示を避けるために、酸性水溶液は「ヒドロニウムイオン」（[H 3 O] +）またはより正確には[H 9 O 4 ] +を含むと考えられることがあります。[94]他のオキソニウムイオンは、水が他の溶媒と酸性溶液になっているときに見つかります。[95]
発生
宇宙
水素は原子Hとして、宇宙で最も豊富な 化学元素であり、質量で通常の物質の75％ 、原子数で90％以上を占めています。[96]天体物理学では、星間物質中の中性水素はHIと呼ばれ、イオン化された水素はH IIと呼ばれます。[97]星からの放射線はHIをH IIにイオン化し、星の周りにイオン化されたH IIの球体を作ります。宇宙の年代記では、中性水素が優勢でしたが、再イオン化の時代に星が誕生し、イオン化された水素の泡が発生し、5億年かけて成長して融合しました。[98] これらは、原始水素を調べるために検出される1420 MHzの21 cm水素線の源です。減衰したライマンアルファ系で見つかった大量の中性水素は、 z = 4の赤方偏移までの宇宙の宇宙論的バリオン密度を支配していると考えられています。 [99]
水素は恒星や巨大ガス惑星に豊富に存在しています。H2分子雲は星形成と関連しています。水素は、低質量の恒星では陽子-陽子反応を通じて、太陽よりも質量の大きい恒星ではCNOサイクルによる核融合を通じて、恒星のエネルギー源として重要な役割を果たしています。[100]
水素プラズマ状態は、分子状水素や原子状水素とはまったく異なる特性を持っています。プラズマ状態の場合、水素の電子と陽子は結合していないため、非常に高い電気伝導性と高い放射率（太陽や他の星からの光の生成）が得られます。荷電粒子は磁場と電場の影響を強く受けます。たとえば、太陽風では、荷電粒子が地球の磁気圏と相互作用してビルケランド電流やオーロラが発生します。[要出典]
プロトン化分子水素（H+3) は星間物質中に存在し、宇宙線からの水素分子のイオン化によって生成される。このイオンは木星の上層大気でも観測されている。このイオンは低温と低密度のため宇宙空間で長寿命である。H+3は宇宙で最も豊富なイオンの一つであり、星間物質の化学において重要な役割を果たしている。[101]中性三原子水素 H 3は励起状態でのみ存在でき、不安定である。[102]対照的に、正の水素分子イオン（H+2）は宇宙では珍しいものです。[要出典]
地上
地球上の通常の条件下では、元素水素は二原子ガスH2として存在する。水素ガスは軽量であるため、重いガスよりも速く大気圏から逃げることができるため、地球の大気圏では非常に稀である（モル基準で約0.53 ppm [103] ） 。しかし、水素は通常水の形で存在し、地球表面で3番目に豊富な元素であり、[104]ほとんどが炭化水素や水などの化合物の形で存在する。[46] 大気中の濃度は低いが、地球上の水素はいくつかの細菌の代謝を支えるのに十分な量である。[105]
水素ガスの鉱床はマリ、フランス、オーストラリアを含むいくつかの国で発見されている。[106]
生産と保管
産業ルート
H2を生成する方法は数多く存在するが、商業的には水蒸気改質法、炭化水素の部分酸化法、水電気分解法の3つが主流である。[107]
蒸気改質
水素は主に水とメタンの反応である水蒸気メタン改質法（SMR）によって生成されます。 [108] [109] [110]したがって、高温（1000〜1400 K、700〜1100℃または1300〜2000°F）では、蒸気（水蒸気）がメタンと反応して一酸化炭素とH2が生成されます。
- CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2
水蒸気改質はアンモニアの工業的製造にも使用される。[要出典]
この反応は低圧で行われるのが有利ですが、高圧 (2.0 MPa、20 atm または 600 inHg ) で実施する必要があります。高圧H 2が最も市場性の高い製品であり、圧力スイング吸着(PSA) 精製システムは高圧でより効果的に機能するためです。生成物の混合物は、メタノールや他の多くの化合物の製造に直接使用されることが多いため、「合成ガス」と呼ばれます。メタン以外の炭化水素を使用して、さまざまな生成物比率で合成ガスを生成できます。この高度に最適化された技術の多くの複雑さの 1 つは、コークスまたは炭素の形成です。
- CH 4 → C + 2 H 2
そのため、水蒸気改質では通常、過剰なH 2 Oが使用されます。水ガスシフト反応（WGS）を介して一酸化炭素を使用することで、蒸気から追加の水素を回収することができます。このプロセスには酸化鉄触媒が必要です。[110]
- CO + H 2 O → CO 2 + H 2
水素は、分離されることなく、同じ工業プロセスで生産され、消費されることがあります。アンモニア生産のためのハーバー法では、水素は天然ガスから生成されます。[111]
炭化水素の部分酸化
COとH2を生成する他の方法としては、炭化水素の部分酸化が挙げられる。[30]
- 2 CH 4 + O 2 → 2 CO + 4 H 2
商業的にはそれほど重要ではないが、石炭は上記のシフト反応の前兆として機能する可能性がある。[110]
- C + H 2 O → CO + H 2
オレフィン製造ユニットは、特にエタンやプロパンのような軽質原料を分解することで、大量の副産物水素を生成する可能性がある。[112]
水の電気分解
水の電気分解は、概念的には水素を生成する簡単な方法です。
- 2 H 2 O(l) → 2 H 2 (g) + O 2 (g)
市販の電解装置は強アルカリ溶液中でニッケルベースの触媒を使用する。白金はより優れた触媒だが高価である。[113]
塩水を電気分解して塩素を生成すると[114]、副産物として高純度の水素も生成され、これは水素化などのさまざまな変換に使用されます。[115]
電気分解プロセスは、CCSなしでメタンから水素を製造するよりも高価であり、エネルギー変換効率は本質的に低い。[116]
水素電解装置の革新により、電気からの水素の大規模生産のコスト競争力が高まる可能性がある。[117]この方法で生産された水素は、化石燃料を電気の直接使用に置き換えることに課題と限界があるエネルギーシステムの脱炭素化に重要な役割を果たす可能性がある。[118]
メタンの熱分解
水素は天然ガス（メタン）の 熱分解によって生成できます。
この方法は、商業的な水素製造プロセスよりも炭素排出量が少ない。[119] [120] [121] [122]商業的なメタン熱分解プロセスを開発することで、産業および輸送用途における水素の拡大利用が促進される可能性がある。メタンの熱分解は、溶解したニッケルを含む溶融金属触媒にメタンを通すことで達成される。メタンは水素ガスと固体炭素に変換される。[123] [124]
- CH 4 (g) → C(s) + 2 H 2 (g) (ΔH° = 74 kJ/モル)
炭素は製造原料や燃料として販売されるか、埋め立てられる可能性があります。[要出典]
カールスルーエ液体金属研究所[125]やカリフォルニア大学サンタバーバラ校[126]など、いくつかの研究所でさらなる研究が続けられています。BASF はメタン熱分解パイロットプラントを建設しました。[127]
熱化学
水分解とは、水がその成分に分解されるプロセスです。生物学的シナリオに関連するのは次の簡単な方程式です。
- 2 H 2 O → 4 H + + O 2 + 4e −
この反応は、すべての光合成生物において明反応で起こる。藻類のクラミドモナス・ラインハルティやシアノバクテリアなどの少数の生物は、暗反応の第二段階を進化させており、葉緑体中の特殊な水素化酵素によって陽子と電子が還元されてH2ガスが形成される。[128]
シアノバクテリアのヒドロゲナーゼを遺伝子組み換えして、酸素が存在する場合でもより効率的にH2ガスを生成する取り組みが行われてきました。 [129]また、バイオリアクター内で遺伝子組み換え藻類を使用する取り組みも行われてきました。[130]
熱水分解のシナリオに関連するのは次の単純な方程式です。
- 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2
200以上の熱化学サイクルが水の分解に使用できます。これらのサイクルの多くは、酸化鉄サイクル、酸化セリウム(IV)-酸化セリウム(III)サイクル、亜鉛-酸化亜鉛サイクル、硫黄-ヨウ素サイクル、銅-塩素サイクル、ハイブリッド硫黄サイクルなどであり、電気を使わずに水と熱から水素と酸素を生成する商業的可能性について評価されています。[131]多くの研究室（フランス、ドイツ、ギリシャ、日本、米国を含む）が太陽エネルギーと水から水素を生成する熱化学的方法を開発しています。[132]
自然なルート
バイオ水素
H 2は、ヒドロゲナーゼと呼ばれる酵素によって生成されます。このプロセスにより、宿主生物は発酵をエネルギー源として利用することができます。[133] これらの同じ酵素はH 2を酸化することもできるため、宿主生物はH 2から抽出した電子を使用して酸化された基質を還元することで生存することができます。[要出典]
ヒドロゲナーゼ酵素は活性部位に鉄またはニッケル-鉄中心を有する。[134]生物による水素の生成と消費の自然サイクルは水素サイクルと呼ばれる。[135]
マイコバクテリウム・スメグマティスなどの細菌は、他のエネルギー源が不足しているときに、大気中の微量の水素をエネルギー源として利用することができます。それらの水素化酵素は酸素を排除する小さなチャネルを備えて設計されているため、水素濃度が非常に低く、酸素濃度が通常の空気と同じであっても反応を起こすことができます。[103] [136]
人間の腸内に水素分解酵素が存在することを裏付けるように、H2は人間の呼気中にも存在します。安静時の断食中の呼気中の濃度は通常5ppm未満ですが、腸疾患のある人が診断用水素呼気検査で吸収できない分子を摂取した場合は50ppmになることもあります。[137]
蛇紋岩化
蛇紋岩化は高度に還元的な条件を作り出す地質学的メカニズムである。[138]これらの条件下では、水は鉄（Fe2歳以上
）イオンをファイアライト中に生成する。このプロセスは水素ガスを生成するため興味深い：[16] [139] [140]
- Fe 2 SiO 4 + H 2 O → 2 Fe 3 O 4 + SiO 2 +H 2
この地質学的プロセスに密接に関連しているのがシコール反応です。
- 3 Fe(OH) 2 → Fe 3 O 4 + 2 H 2 O + H 2
このプロセスは、酸素のない地下水中や地下水面下の還元性土壌における鉄鋼の腐食にも関係しています。[要出典]
ストレージ
変動性のある再生可能電力が余剰になったときに生成される水素は、原理的には貯蔵しておき、後で熱を発生させたり、電力を再生したりするために使用することができます。[141]再生可能エネルギーを使用して電気分解によって生成される水素は、一般に「グリーン水素」と呼ばれています。[142]さらに、アンモニアやメタノールなどの合成燃料に変換することができます。[143]エネルギーキャリアとしての水素の欠点には、水素の爆発性、他の燃料と比較して体積が大きいこと、パイプを脆くする傾向があることなどにより、貯蔵と配送のコストが高くなることなどがあります。[144]
H 2 をエネルギー源として使用する場合、その貯蔵が重要になります。H 2 は圧縮した形で貯蔵できますが、圧縮にはエネルギーがかかります。臨界温度が低いため、液化は実用的ではありません。対照的に、アンモニアや多くの炭化水素は、加圧下で室温で液化できます。これらの理由から、水素キャリアは大きな注目を集めています。重要な問題は、キャリア材料内の H 2当量の重量パーセントです。たとえば、水素は多くの希土類金属や遷移金属に可逆的に吸収され[145] 、ナノ結晶金属とアモルファス金属の両方に溶解します[146]。金属への水素の溶解度は、結晶格子の局所的な歪みや不純物の影響を受けます。[147]これらの特性は、水素を高温パラジウムディスクに通して精製する際には有用であるが、ガスの高い溶解度は冶金学的問題でもあり、多くの金属の脆化に寄与し、 [19]パイプラインや貯蔵タンクの設計を複雑にする。[148]
貯蔵用金属水素化物で最も問題となるのは、その H 2含有量が 1% 程度と少ないことです。このため、低分子量の化合物にH 2を貯蔵することに関心が集まっています。たとえば、アンモニアボラン( H 3 N-BH 3 ) には 19.8 重量パーセントの H 2が含まれています。この物質の問題は、H 2を放出した後、結果として生じる窒化ホウ素が H 2 を再付加しないことです。つまり、アンモニアボランは不可逆的な水素キャリアです。[149] 皮肉なことに、より魅力的なのは、触媒の存在下で加熱すると可逆的に H 2 を放出するテトラヒドロキノリンなどの炭化水素です。[150]
- C 9 H 10 NH ⇌ C 9 H 7 N + 2H 2
アプリケーション
石油化学産業
化石燃料の「アップグレード」には大量のH 2が使用される。H 2の主な消費源には、水素化脱硫と水素化分解がある。これらの反応の多くは、水素化分解、すなわち水素による結合の切断に分類できる。液体化石燃料からの硫黄の分離がその例である。 [107]
- R 2 S + 2 H 2 → H 2 S + 2 RH
水素化
水素化、つまり様々な基質へのH 2の添加は大規模に行われている。ハーバー法によるN 2の水素化によるアンモニア製造は、業界全体のエネルギー予算の数パーセントを消費する。生成されたアンモニアは、人間が消費するタンパク質のほとんどを供給するために使用されている。[152]水素化は、不飽和脂肪と油を飽和脂肪と油に変換するために使用される。主な用途はマーガリンの製造である。メタノールは二酸化炭素の水素化によって生成される。同様に、塩酸の製造における水素源である。H 2 は、いくつかの鉱石を金属に変換するための還元剤としても使用される。 [153]
冷却剤
水素は、その軽い二原子分子から直接得られる多くの好ましい特性のため、発電所では発電機の冷却剤として広く使用されています。これらの特性には、低密度、低粘度、すべてのガスの中で最も高い比熱と熱伝導率などがあります。 [要出典]
燃料
水素（H2 ）は、経済の脱炭素化と温室効果ガス排出の緩和に役立つ可能性のあるエネルギーキャリアとして広く議論されています。[118] [116]このシナリオでは、水素の効率的な生産と貯蔵が必要です。[要出典]水素は、有用な量の水素の自然発生源がないため、エネルギー資源ではなくエネルギーキャリアです。 [154]
水素燃料は、鉄鋼、セメント、ガラス、化学薬品の工業生産に必要な高熱を生成することができるため、製鉄用の電気炉などの他の技術と並んで、産業の脱炭素化に貢献しています。[155]しかし、アンモニアや有機化学物質のよりクリーンな生産のための工業原料を供給する上で、より大きな役割を果たす可能性があります。[118]たとえば、製鉄では、水素はクリーンなエネルギーキャリアとして機能するだけでなく、石炭由来のコークス（炭素）に代わる低炭素触媒としても機能します。[156]
- 2FeO + C → 2Fe + CO 2
- 対
- FeO + H 2 → Fe + H 2 O
輸送の脱炭素化に使用される水素は、アンモニアやメタノールなどの水素由来の合成燃料や燃料電池技術の使用を通じて、船舶、航空、そしてそれほどではないが大型貨物車両で最大の用途が見込まれる。[118]自動車を含む軽量車両の場合、水素は他の代替燃料車両、特にバッテリー電気自動車の採用率と比較するとはるかに遅れており、将来的には重要な役割を果たさない可能性がある。[157]
液体水素と液体酸素は、スペースシャトルの主エンジンのように、液体燃料ロケットの極低温推進剤として機能します。NASAは、液体ヘリウムに浮遊する固体分子水素粒子に凍結された原子水素、ホウ素、または炭素から作られたロケット推進剤の使用を調査しました。温めると、混合物は蒸発して原子種が再結合し、混合物を高温にします。[158]
半導体産業
水素は、非晶質シリコンおよび非晶質炭素の切断された（「ダングリング」）結合を飽和させるために使用され、材料特性の安定化に役立ちます。[159]また、ZnO、 [ 160] [161] SnO 2、CdO、MgO、[162] ZrO 2、HfO 2、La 2 O 3、Y 2 O 3、TiO 2、SrTiO 3、LaAlO 3、SiO 2、Al 2 O 3、ZrSiO 4、HfSiO 4、およびSrZrO3を含むさまざまな酸化物材料の潜在的な電子供与体でもあります。[163]
ニッチな用途と進化する用途
- シールドガス：水素は原子水素溶接などの溶接方法でシールドガスとして使用されます。[164] [165]
- 浮力：水素は空気の密度のわずか7％であるため、かつては気球や飛行船の浮力ガスとして広く使用されていました。[167]
- 漏れ検出：純粋または窒素との混合（フォーミングガスと呼ばれることもある）の水素は、微小な漏れを検出するためのトレーサーガスです。自動車、化学、発電、航空宇宙、通信業界で使用されています。[168]水素は、食品パッケージの漏れ検査を可能にする認可された食品添加物（E 949）であり、抗酸化特性も持っています。[169]
- 中性子減速:重水素(水素 2) は、核分裂の用途において中性子を減速させる減速材として使用されます。
- 核融合燃料：重水素は核融合反応に使用されます。[8]
- 同位体標識：重水素化合物は、反応速度に対する同位体効果の研究において化学および生物学の分野で応用されている。 [170]
- トリチウムの用途：原子炉で生成されるトリチウム（水素3）は、水素爆弾の製造に使用され、[171] 、バイオサイエンスにおける同位体ラベルとして、[52]、計器盤や緊急標識用の放射性発光塗料のベータ線源として使用されます。[47]
安全と注意事項
| 危険 | |
|---|---|
| GHSラベル: | |
| |
| 危険 | |
| H220 | |
| P202、P210、P271、P377、P381、P403 [172] | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
水素は人体への危険性はほとんどありません。主な危険性は爆発と窒息ですが、その高い拡散性によりどちらも軽減されます。水素は燃料として徹底的に研究されているため、その危険性に関する詳細な文書があります。[173] H2はごく少数の基質と反応する ため、人間が少量を吐き出すことからもわかるように無毒です。
参照
注記
- ^ 286 kJ/mol: 可燃性物質（分子状水素）1モルあたりのエネルギー。
参考文献
- ^ 「標準原子量：水素」CIAAW . 2009年。
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022年5月4日). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術レポート）」.純粋および応用化学. doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold Frederick (2001). 無機化学. Academic Press. p. 240. ISBN 978-0123526519。
- ^ Arblaster, John W. (2018).元素の結晶学的特性の選択された値。マテリアルズパーク、オハイオ州：ASMインターナショナル。ISBN 978-1-62708-155-9。
- ^ Lide, DR, ed. (2005). 「元素および無機化合物の磁化率」 CRC 化学物理ハンドブック(PDF) (第 86 版) ボカラトン (FL): CRC プレス。ISBN 978-0-8493-0486-6。
- ^ Weast, Robert (1984). CRC, 化学と物理のハンドブック. フロリダ州ボカラトン: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4。
- ^ abc 「水素」。ヴァン・ノストランドの化学百科事典。ワイリー・インターサイエンス。2005年 。797～ 799頁。ISBN 978-0-471-61525-5。
- ^ abcdefgh エムズリー、ジョン (2001)。自然の構成要素。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。pp. 183– 191。ISBN 978-0-19-850341-5。
- ^ミシュコヴィエツ、パヴェウ（2023年4月）。「名前ゲーム：化学元素の 命名の歴史—パート1—古代から18世紀末まで」。化学の基礎。25 （1）：29– 51。doi ： 10.1007 / s10698-022-09448-5。
- ^ スチュワートカ、アルバート（1996年）。元素のガイド。オックスフォード大学出版局 。pp.16-21。ISBN 978-0-19-508083-4。
- ^ 「二水素」。O =CHem ディレクトリ。南メイン大学。2009年2月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月6日閲覧。
- ^ “水素”.ブリタニカ百科事典. 2021年12月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年12月25日閲覧。
- ^ Boyd, Padi (2014年7月19日). 「星の化学組成とは何か?」NASA . 2015年1月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月5日閲覧。
- ^ プレゼンター: ジム・アル=カリリ教授 (2010 年 1 月 21 日)。「元素の発見」。化学: 揮発性物質の歴史。25 分 40 秒あたり。BBC。BBC Four。2010年 1 月 25 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年2月 9 日閲覧。
- ^ Tanabashi, M.; et al. (2018). 「ビッグバン宇宙論」(PDF) . Physical Review D . 98 (3): 358. doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . 2021年6月29日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) – Lawrence Berkeley National Laboratoryの粒子データグループ経由。
第21.4.1章 - これは、宇宙の年齢が約37万年のときに起こりました。
(2017 年 9 月改訂) Keith A. OliveおよびJohn A. Peacock著。 - ^ ab Dincer, Ibrahim; Acar, Canan (2015年9月14日). 「持続可能性の向上に向けた水素製造方法のレビューと評価」. International Journal of Hydrogen Energy . 40 (34): 11094– 11111. Bibcode :2015IJHE...4011094D. doi :10.1016/j.ijhydene.2014.12.035. ISSN 0360-3199. 2022年2月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年2月4日閲覧。
- ^ 「水素の基礎 - 生産」フロリダ太陽エネルギーセンター。2007年。2008年2月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年2月5日閲覧。
- ^ abc Lewis, Alastair C. (2021年6月10日). 「水素経済における空気質の共益性の最適化：NOx排出量に対する水素固有の基準の事例」.環境科学：大気. 1 (5): 201– 207. Bibcode :2021ESAt....1..201L. doi : 10.1039/D1EA00037C . S2CID 236732702. この記事には、CC BY 3.0 ライセンスの下で利用可能なこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab Rogers, HC (1999). 「金属の水素脆化」. Science . 159 (3819): 1057– 1064. Bibcode :1968Sci...159.1057R. doi :10.1126/science.159.3819.1057. PMID 17775040. S2CID 19429952.
- ^ 将来の水素生産と利用に関する代替案と戦略に関する委員会 (2004)。水素経済: 機会、コスト、障壁、および研究開発の必要性。全米科学アカデミー出版。p. 240。ISBN 978-0-309-09163-3. 2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年9月3日閲覧。
- ^ Carcassi, MN; Fineschi, F. (2005). 「通気孔付き多室環境におけるH 2 –空気および CH 4 –空気希薄混合物の爆燃」.エネルギー. 30 (8): 1439– 1451. Bibcode :2005Ene....30.1439C. doi :10.1016/j.energy.2004.02.012.
- ^ Patnaik, P. (2007). 化学物質の有害性に関する包括的ガイド。Wiley-Interscience。p. 402。ISBN 978-0-471-71458-3. 2021年1月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年9月3日閲覧。
- ^ Schefer, EW; Kulatilaka, WD; Patterson, BD; Settersten, TB (2009年6月). 「水素炎の可視放出」.燃焼と炎. 156 (6): 1234– 1241. Bibcode :2009CoFl..156.1234S. doi :10.1016/j.combustflame.2009.01.011. 2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年6月30日閲覧。
- ^ “ヒンデンブルク号墜落事故に関する神話”. Airships.net . 2021年4月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年3月29日閲覧。
- ^ NAAP Labs (2009). 「エネルギーレベル」. ネブラスカ大学リンカーン校. 2015年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年5月20日閲覧。
- ^ 「光子波長 13.6 eV」。Wolfram Alpha。2015年5月20日。2016年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年5月20日閲覧。
- ^ Levine, Ira N. (1970).量子化学. ピアソン上級化学シリーズ（第2版）. ボストン: ピアソン. ISBN 978-0-321-89060-3。
- ^ Stern, DP (2005年5月16日). 「原子核とボーアの初期原子モデル」NASAゴダード宇宙飛行センター (ミラー). 2008年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年12月20日閲覧。
- ^ Stern, DP (2005年2月13日). 「波動力学」. NASAゴダード宇宙飛行センター. 2008年5月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年4月16日閲覧。
- ^ ab Staff (2003). 「水素 (H2) の特性、用途、用途: 水素ガスと液体水素」。Universal Industrial Gases, Inc. 2008年2月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年2月5日閲覧。
- ^ Green, Richard A.; et al. (2012). 「パラ水素を用いた磁気共鳴における過分極の理論と実践」Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc . 67 : 1– 48. Bibcode :2012PNMRS..67....1G. doi :10.1016/j.pnmrs.2012.03.001. PMID 23101588. 2021年8月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年8月28日閲覧。
- ^ “Die Entdeckung des para-Wasserstoffs (パラ水素の発見)”. Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie (ドイツ語)。 2020年11月16日のオリジナルからアーカイブ。2020 年11 月 9 日に取得。
- ^ Milenko, Yu. Ya.; Sibileva, RM; Strzhemechny, MA (1997). 「液体および気体水素の自然なオルト-パラ変換率」. Journal of Low Temperature Physics . 107 ( 1– 2): 77– 92. Bibcode :1997JLTP..107...77M. doi :10.1007/BF02396837. S2CID 120832814.
- ^ Hritz, J. (2006 年 3 月). 「CH. 6 – 水素」(PDF) . NASA グレン研究センター グレン安全マニュアル、文書 GRC-MQSA.001 . NASA. 2008 年 2 月 16 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2008年2 月 5 日に閲覧。
- ^ Amos, Wade A. (1998年11月1日). 「水素の貯蔵と輸送にかかるコスト」(PDF)。国立再生可能エネルギー研究所。pp. 6– 9。2014年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2015年5月19日閲覧。
- ^ Svadlenak, RE; Scott, AB (1957). 「鉄酸化物-亜鉛酸化物触媒によるオルト水素からパラ水素への変換」アメリカ化学会誌. 79 (20): 5385– 5388. Bibcode :1957JAChS..79.5385S. doi :10.1021/ja01577a013.
- ^ 「水素」。NIST Chemistry WebBook、SRD 69。米国国立標準技術研究所。2023年。 2025年1月14日閲覧。
- ^ ab Helled, Ravit; Mazzola, Guglielmo; Redmer, Ronald (2020年9月1日). 「惑星条件における高密度水素の理解」. Nature Reviews Physics . 2 (10): 562– 574. arXiv : 2006.12219 . Bibcode :2020NatRP...2..562H. doi :10.1038/s42254-020-0223-3.
- ^ Ohira, K. (2016). 「スラッシュ水素の製造、貯蔵、輸送」。水素エネルギー概論。エルゼビア。pp. 53– 90。doi : 10.1016/ b978-1-78242-362-1.00003-1。ISBN 978-1-78242-362-1。
- ^ Frankoi, A.; et al. (2022). 「11.2 巨大惑星」。天文学 2e . OpenStax. p. 370. ISBN 978-1-951693-50-3。
- ^ グーロフ、YB;アレシュキン、DV;ミネソタ州ベール;ラプーシキン、SV;モロホフ、PV。ペチクロフ、バージニア州。ポロシン、いいえ。サンドゥコフスキー、バージニア州。テルクシェフ、MV;チェルニシェフ、BA;チュレンコワ、TD (2004)。 「原子核による停止パイオン吸収における超重水素同位体の分光法」。原子核の物理学。68 (3): 491–97。ビブコード:2005PAN....68..491G。土井：10.1134/1.1891200。S2CID 122902571。
- ^ Korsheninnikov, A.; Nikolskii, E.; Kuzmin, E.; Ozawa, A.; Morimoto, K.; Tokanai, F.; Kanungo, R.; Tanihata, I.; et al. (2003). 「7 H の存在と8 Heの特定の構造に関する実験的証拠」. Physical Review Letters . 90 (8): 082501. Bibcode :2003PhRvL..90h2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.90.082501. PMID 12633420.
- ^ Urey, HC; Brickwedde, FG; Murphy, GM (1933). 「水素同位体の名称」. Science . 78 (2035): 602– 603. Bibcode :1933Sci....78..602U. doi :10.1126/science.78.2035.602. PMID 17797765.
- ^ Oda, Y.; Nakamura, H.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Yoshida, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M. (1992). 「プロトン化アミノ酸で選択的に標識された重水素化リボヌクレアーゼ HI の 1H NMR 研究」Journal of Biomolecular NMR . 2 (2): 137– 47. doi :10.1007/BF01875525. PMID 1330130. S2CID 28027551.
- ^ Broad, WJ (1991年11月11日). 「核融合のブレークスルーが未来の電力への希望をもたらす」ニューヨーク・タイムズ。2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月12日閲覧。
- ^ abc Miessler, GL; Tarr, DA (2003).無機化学（第3版）. Prentice Hall. ISBN 978-0-13-035471-6。
- ^ ab Traub, RJ; Jensen, JA (1995年6月). 「トリチウム放射発光装置、健康と安全マニュアル」(PDF)。国際原子力機関。p. 2.4。2015年9月6日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2015年5月20日閲覧。
- ^ スタッフ (2007年11月15日). 「トリチウム」. 米国環境保護庁. 2008年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月12日閲覧。
- ^ Nave, CR (2006). 「Deuterium-Tritium Fusion」. HyperPhysics . ジョージア州立大学. 2008年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年3月8日閲覧。
- ^ Kendall, C.; Caldwell, E. (1998). C. Kendall; JJ McDonnell (編). 「第2章：同位体地球化学の基礎」.集水域水文学における同位体トレーサー. 米国地質調査所: 51– 86. doi :10.1016/B978-0-444-81546-0.50009-4. 2008年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年3月8日閲覧。
- ^ 「The Tritium Laboratory」。マイアミ大学。2008年。2008年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年3月8日閲覧。
- ^ ab Holte, AE; Houck, MA; Collie, NL (2004). 「Astigmatid Mites における共生の進化における寄生の潜在的役割」.実験および応用アカラ学. 25 (2): 97– 107. doi :10.1023/A:1010655610575. PMID 11513367. S2CID 13159020.
- ^ van der Krogt, P. (2005年5月5日). 「水素」. Elementymology & Elements Multidict. 2010年1月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年12月20日閲覧。
- ^ § IR-3.3.2、暫定勧告、Wayback Machineで2016年2月9日にアーカイブ、無機化学命名法、化学命名法および構造表現部門、IUPAC。2007年10月3日にオンラインでアクセス。
- ^ IUPAC (1997). 「ミューオニウム」。AD McNaught、A. Wilkinson (編)。化学用語集(第2版)。Blackwell Scientific Publications。doi :10.1351/goldbook.M04069。ISBN 978-0-86542-684-9. 2008年3月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年11月15日閲覧。
- ^ VW Hughes; et al. (1960). 「ミューオニウムの形成とそのラーモア歳差運動の観測」. Physical Review Letters . 5 (2): 63– 65. Bibcode :1960PhRvL...5...63H. doi :10.1103/PhysRevLett.5.63.
- ^ Bondi, DK; Connor, JNL; Manz, J.; Römelt, J. (1983年10月20日). 「共線反応Cl + MuCl、Cl + HCl、Cl + DClの正確な量子および振動断熱量子、半古典的および準古典的研究」。分子物理学。50 (3): 467– 488。Bibcode :1983MolPh..50..467B。doi : 10.1080/ 00268978300102491。ISSN 0026-8976 。
- ^ WH Koppenol; IUPAC (2001). 「ミューオニウムと水素原子およびそのイオンの名前」(PDF) . Pure and Applied Chemistry . 73 (2): 377– 380. doi :10.1351/pac200173020377. S2CID 97138983. 2011年5月14日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2016年11月15日閲覧。
- ^チャールトン、マイク; ヴァン・ デル・ウェルフ、ダーク・ピーター (2015 年 3 月 1 日). 「反水素物理学の進歩」.サイエンス プログレス. 98 (1): 34– 62. doi :10.3184/003685015X14234978376369. PMC 10365473. PMID 25942774. S2CID 23581065.
- ^ Kellerbauer, Alban (2015年1月29日). 「反物質が重要な理由」.ヨーロッパレビュー. 23 (1): 45– 56. doi :10.1017/S1062798714000532. S2CID 58906869.
- ^ ホルマン、ジャック P. (2002)。熱伝達（第 9 版）。ニューヨーク、NY: マグロウヒル。pp . 600– 606。ISBN 0-07-240655-0. OCLC 46959719.
- ^ Incropera, Frank P. ; Dewitt, David P.; Bergman, Theodore L.; Lavigne, Adrienne S. (2007). 熱と質量移動の基礎 (第 6 版). ホーボーケン、ニュージャージー: John Wiley and Sons, Inc. pp. 941– 950. ISBN 978-0-471-45728-2. OCLC 62532755.
- ^ ボイル、R. (1672)。ロバート・ボイル卿が執筆した小冊子。炎と空気の関係や爆発に関する新しい実験、ヘンリー・モア博士が小冊子の著者による新しい実験の説明に反対したことから生じた静水力学の講話。この小冊子には静水力学の手紙が添付されており、水中の水を量る方法に関する実験、水中の物体の正または相対的な浮上、水中の物体に対する空気の弾力、重い固体と流体の圧力の違いに関する新しい実験について解説している。リチャード・デイビスのために印刷。pp. 64– 65。
- ^ Winter, M. (2007). 「水素：歴史的情報」 WebElements Ltd. 2008年4月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年2月5日閲覧。
- ^ ラムゼー、W. (1896)。大気中のガス：その発見の歴史。マクミラン。19ページ。
- ^ Musgrave, A. (1976)。「なぜ酸素はフロギストンに取って代わったのか? 化学革命における研究プログラム」Howson, C. (編)物理科学における方法と評価。1800-1905 年の現代科学の批判的背景。ケンブリッジ大学出版局。doi :10.1017 / CBO9780511760013。ISBN 978-0-521-21110-9. 2011年10月22日閲覧。
- ^キャベンディッシュ 、ヘンリー（1766年5月12日）。「人工的な空気に関する実験を含む3つの論文、ヘンリー・キャベンディッシュ名誉博士著」哲学論文集。56 : 141–184。Bibcode : 1766RSPT ...56..141C。doi : 10.1098 /rstl.1766.0019。JSTOR 105491 。
- ^ スチュワートカ、アルバート（1996年）。元素のガイド。オックスフォード大学出版局。pp.16-21。ISBN 978-0-19-508083-4。
- ^ Northwood, DO; Kosasih, U. (1983). 「ジルコニウムとその合金における水素化物と遅延水素割れ」International Metals Reviews . 28 (1): 92– 121. doi :10.1179/imtr.1983.28.1.92. ISSN 0308-4590.
- ^ Motta, Arthur T.; Capolungo, Laurent; Chen, Long-Qing; Cinbiz, Mahmut Nedim; Daymond, Mark R.; Koss, Donald A.; Lacroix, Evrard; Pastore, Giovanni; Simon, Pierre-Clément A.; Tonks, Michael R.; Wirth, Brian D.; Zikry, Mohammed A. (2019). 「ジルコニウム合金中の水素：レビュー」。Journal of Nuclear Materials . 518 : 440– 460. Bibcode :2019JNuM..518..440M. doi :10.1016/j.jnucmat.2019.02.042.
- ^ Szydło, ZA (2020). 「水素 - いくつかの歴史的ハイライト」.化学・教育・生態学・計測学. 25 ( 1– 2): 5– 34. doi : 10.2478/cdem-2020-0001 . S2CID 231776282.
- ^ Berman, R.; Cooke, AH; Hill, RW (1956). 「極低温学」. Annual Review of Physical Chemistry . 7 : 1– 20. Bibcode :1956ARPC....7....1B. doi :10.1146/annurev.pc.07.100156.000245.
- ^ メールス、K. (1920)。 「水素化リチウムの塩性に関する調査」。有機組織とアルゲマイネ化学の時代。113 (191): 179–228。土井:10.1002/zaac.19201130116。2019 年 8 月 24 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2019 年8 月 24 日に取得。
- ^ クレポー、R.（2006年1月1日）。ニールス・ボーア：原子モデル。偉大な科学者たち。ISBN 978-1-4298-0723-4。
- ^ Laursen, S.; Chang, J.; Medlin, W.; Gürmen, N.; Fogler, HS (2004 年 7 月 27 日). 「計算量子化学の非常に簡単な入門」.化学工学における分子モデリング. ミシガン大学. 2015 年 5 月 20 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年5 月 4 日閲覧。
- ^ National Electrical Manufacturers Association (1946). A chronological history of electrical development from 600 BC New York, NY, National Electrical Manufacturers Association. p. 102. 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年2月9日閲覧。
- ^ Stockel, JF; jd Dunlop; Betz, F (1980). 「NTS-2 ニッケル水素電池の性能 31」.宇宙船とロケットのジャーナル. 17 : 31– 34. Bibcode :1980JSpRo..17...31S. doi :10.2514/3.57704.
- ^ Jannette, AG; Hojnicki, JS; McKissock, DB; Fincannon, J.; Kerslake, TW; Rodriguez, CD (2002 年 7 月)。軌道上テレメトリによる国際宇宙ステーションの電気性能モデルの検証( PDF)。IECEC '02。2002 年 37 回 Intersociety Energy Conversion Engineering Conference、2002 年。pp . 45– 50。doi :10.1109/IECEC.2002.1391972。hdl : 2060 / 20020070612。ISBN 0-7803-7296-4. 2010年5月14日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2011年11月11日閲覧。
- ^ Anderson, PM; Coyne, JW (2002). 「惑星間宇宙船用の軽量で信頼性の高い単一バッテリー電源システム」。議事録、IEEE 航空宇宙会議。第 5 巻。pp. 5– 2433。doi :10.1109 / AERO.2002.1035418。ISBN 978-0-7803-7231-3.S2CID 108678345 。
- ^ 「Mars Global Surveyor」。Astronautix.com。2009年8月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月6日閲覧。
- ^ Lori Tyahla編 (2009年5月7日). 「Hubble servicing mission 4 essentials」NASA. 2015年3月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年5月19日閲覧。
- ^ Hendrix, Susan (2008年11月25日). Lori Tyahla (編). 「新しいバッテリーでハッブルのミッション寿命を延長」NASA. 2016年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年5月19日閲覧。
- ^ Parmuzina, AV; Kravchenko, OV (2008). 「アルミニウム金属の活性化による水からの水素生成」International Journal of Hydrogen Energy . 33 (12): 3073– 3076. Bibcode :2008IJHE...33.3073P. doi :10.1016/j.ijhydene.2008.02.025.
- ^ Lide, David R. 編 (2006). CRC 化学・物理ハンドブック(第 87 版). フロリダ州ボカラトン: CRC プレス. ISBN 0-8493-0487-3。
- ^ Kubas, Gregory J. (2001年8月31日).金属二水素およびσ結合錯体: 構造、理論、反応性(第1版). Springer. ISBN 0-306-46465-9。
- ^ Carrington, A.; McNab, IR (1989). 「三原子水素陽イオン（H 3 +）の赤外線前解離スペクトル」. Accounts of Chemical Research . 22 (6): 218– 222. doi :10.1021/ar00162a004.
- ^ ab 「炭化水素の構造と命名法」。パデュー大学。2012年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年3月23日閲覧。
- ^ スミス、マイケル B.;マーチ、ジェリー(2007)、上級有機化学: 反応、メカニズム、構造 (第 6 版)、ニューヨーク: ワイリーインターサイエンス、ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ ネルソン、デビッド L.; コックス、マイケル M. (2005)。生化学の原理（第 4 版）。ニューヨーク: W. H. フリーマン。ISBN 0-7167-4339-6。
- ^ {グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 228。ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ Downs, AJ; Pulham, CR (1994). 「アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムの水素化物：再評価」.化学協会レビュー. 23 (3): 175– 184. doi :10.1039/CS9942300175.
- ^ Kimball, JW (2003年8月7日). 「水素」. Kimball's Biology Pages . 2008年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年3月4日閲覧。
- ^ IUPAC化学用語集、電子版、水素結合、2008年3月19日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ Okumura, AM; Yeh, LI; Myers, JD; Lee, YT (1990). 「溶媒和ヒドロニウムイオンの赤外スペクトル：質量選択されたH 3 O+•(H 2 O )n •(H 2 ) mの振動前期解離分光法」。Journal of Physical Chemistry . 94 (9): 3416– 3427. doi :10.1021/j100372a014.
- ^ Perdoncin, G.; Scorrano, G. (1977). 「アルコール、エーテル、アセトン、ジメチルスルフィド、ジメチルスルホキシドの水中における各種温度でのプロトン化平衡」アメリカ化学会誌。99 (21): 6983– 6986。Bibcode : 1977JAChS..99.6983P。doi :10.1021/ja00463a035。
- ^ クレイトン、DD（2003）。宇宙の同位体ハンドブック：水素からガリウムまで。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-82381-4。
- ^ Kaplan, SA; Pikelner, SB (1970 年 12 月 31 日)。「1 .星間水素」星間媒体。ハーバード大学出版局。pp. 1– 77。doi : 10.4159 /harvard.9780674493988。ISBN 978-0-674-49397-1。
- ^ マーク、ダイクストラ (2014 年 1 月)。 「再電離の探査機としての Lyα 放出銀河」。オーストラリア天文学会の出版物。31 : e040。arXiv : 1406.7292。Bibcode :2014PASA...31...40D。土井：10.1017/pasa.2014.33。ISSN 1323-3580。
- ^ Storrie-Lombardi, LJ; Wolfe, AM (2000). 「z > 3 減衰ライマンアルファ吸収システムの調査: 中性ガスの進化」.アストロフィジカルジャーナル. 543 (2): 552– 576. arXiv : astro-ph/0006044 . Bibcode :2000ApJ...543..552S. doi :10.1086/317138. S2CID 120150880.
- ^ Haubold, H.; Mathai, AM (2007年11月15日). 「太陽熱核エネルギー生成」.コロンビア大学. 2011年12月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月12日閲覧。
- ^ McCall Group; Oka Group (2005 年 4 月 22 日)。「H3+ リソース センター」。イリノイ大学およびシカゴ大学。2007 年 10 月 11 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年2 月 5 日閲覧。
- ^ Helm, H.; et al. (2003)、「中性三原子水素における束縛状態と連続状態の結合」、分子イオンと電子の解離的再結合、分子および光物理学部、フライブルク大学、ドイツ、pp. 275– 288、doi :10.1007/978-1-4615-0083-4_27、ISBN 978-1-4613-4915-0
- ^ ab Rhys Grinter; Kropp, A.; Venugopal; et al. (2023). 「大気中の水素から細菌エネルギーを抽出するための構造的基礎」. Nature . 615 (7952): 541– 547. Bibcode :2023Natur.615..541G. doi :10.1038/s41586-023-05781-7. PMC 10017518. PMID 36890228 .
- ^ Dresselhaus, M. ; et al. (2003 年 5 月 15 日). 「水素経済のための基礎研究の必要性」(PDF) . APS 3 月会議要旨. 2004 . アルゴンヌ国立研究所、米国エネルギー省、科学局研究所: m1.001.書誌コード:2004APS..MAR.m1001D. 2008 年 2 月 13 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2008 年2 月 5 日閲覧。
- ^ Greening, Chris; Kropp, Ashleigh; Vincent, Kylie; Grinter, Rhys (2023). 「エネルギー変換用生体触媒としての高親和性、酸素非感受性 [NiFe] ヒドロゲナーゼの開発」。生化学協会論文集。51 (5): 1921– 1933. doi :10.1042/BST20230120. PMC 10657181 . PMID 37743798.
- ^ 「天然水素：私たちの足元にある潜在的なクリーンエネルギー源」Yale E360 。 2024年1月27日閲覧。
- ^ ab Baade, William F.; Parekh, Uday N.; Raman, Venkat S. (2001). 「水素」.カーク・オスマー化学技術百科事典. doi :10.1002/0471238961.0825041803262116.a01.pub2. ISBN 9780471484943。
- ^ Freyermuth, George H. 「1934年特許：「高温での蒸気の作用によるメタン炭化水素からの水素の製造」」。特許全文データベース。米国特許商標庁。2021年10月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月30日閲覧。
- ^ Press, Roman J.; Santhanam, KSV; Miri, Massoud J.; Bailey, Alla V.; Takacs, Gerald A. (2008).水素技術入門. John Wiley & Sons. p. 249. ISBN 978-0-471-77985-8。
- ^ abc Oxtoby, DW (2002).現代化学の原理（第5版）。トムソン・ブルックス/コール。ISBN 978-0-03-035373-4。
- ^ Funderburg, E. (2008). 「なぜ窒素価格はこんなに高いのか?」サミュエル・ロバーツ・ノーブル財団。2001年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年3月11日閲覧。
- ^ Hannula , Ilkka (2015). 「バイオマス残渣、二酸化炭素、電気からの合成燃料と地域熱の共同生産：パフォーマンスとコスト分析」。バイオマスとバイオエネルギー。74 ：26-46。Bibcode：2015BmBe...74...26H。doi ：10.1016 / j.biombioe.2015.01.006。ISSN 0961-9534 。
- ^ ゴン、ミン;周、呉。ツァイ、モンチェ。周、慈剛。グアン、ミンユン。リン・メンチャン;張、博。胡永峰。ワン、ディーヤン。ヤン、ジャン。ペニークック、スティーブン J.ファン・ビンジョー。ダイ・ホンジェ（2014）。 「活性水素発生電極触媒のためのナノスケール酸化ニッケル/ニッケルヘテロ構造」。ネイチャーコミュニケーションズ。5 : 4695。ビブコード:2014NatCo...5.4695G。土井: 10.1038/ncomms5695。PMID 25146255。S2CID 205329127 。
- ^ Lees, A. (2007). 「塩から作られる化学物質」 BBC. 2007年10月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年3月11日閲覧。
- ^ シュミッティンガー、ピーター;トーマス・フロキエヴィッツ。カーリン、L. カルバート。ルーク、ベンノ。ロバート・スキャネル;ナビン、トーマス。ゼルフェル、エーリッヒ。バルチュ、リュディガー (2006 年 1 月 15 日)。 "塩素"。ウルマン工業化学百科事典。ワインハイム、ドイツ: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA。土井：10.1002/14356007.a06_399.pub2。ISBN 978-3-527-30673-2。
- ^ ab エヴァンス、サイモン、ガバティス、ジョシュ（2020年11月30日）。「詳細なQ&A：気候変動を解決するために世界は水素を必要とするのか？」。カーボンブリーフ。2020年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年12月1日閲覧。
- ^ IEA (2021). 2050年までにネットゼロ：世界のエネルギー部門のロードマップ(PDF)。pp. 15、75–76 。 2021年5月23日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。
- ^ abcd IPCC (2022). Shukla, PR; Skea, J.; Slade, R.; Al Khourdajie, A.; et al. (eds.). Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change (PDF) .気候変動に関する政府間パネルの第6次評価報告書に対する作業部会IIIの貢献。ケンブリッジ、イギリスおよびニューヨーク、ニューヨーク、アメリカ：ケンブリッジ大学出版局（印刷中）。pp. 91– 92。doi ：10.1017/9781009157926。ISBN 9781009157926。
- ^ Von Wald, Gregory A. ( 2020). 「工業部門のCO2排出量削減のための溶融媒体メタン熱分解の最適化ベースの技術経済分析」。持続可能なエネルギーと燃料。4 （9）。王立化学協会：4598〜4613。doi：10.1039 / D0SE00427H。S2CID 225676190。 2020年11月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月31日閲覧。
- ^ Schneider, Stefan (2020). 「天然ガスの熱分解による水素製造の最新技術」. ChemBioEng Reviews . 7 (5). Wileyオンラインライブラリ: 150– 158. doi : 10.1002/cben.202000014 .
- ^ カートライト、ジョン。「クリーンな化石燃料を永遠に生み出す反応」。ニューサイエンティスト。2020年10月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年10月30日閲覧。
- ^ カールスルーエ工科大学。「CO2を排出せずにメタンから水素を生成」。Phys.Org。2020年10月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年10月30日閲覧。
- ^ Upham, D. Chester (2017). 「メタンを水素と分離可能な炭素に直接変換するための触媒溶融金属」。Science . 358 (6365). アメリカ科学振興協会: 917– 921. Bibcode :2017Sci...358..917U. doi : 10.1126/science.aao5023 . PMID 29146810. S2CID 206663568.
- ^ Clarke, Palmer (2020). 「溶融金属合金触媒によるメタンの乾式改質」. Nature Catalysis . 3 : 83–89 . doi :10.1038/s41929-019-0416-2. S2CID 210862772. 2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月31日閲覧。
- ^ グセフ、アレクサンダー。「KITT/IASS – エネルギー利用のために天然ガスからCO2フリーの水素を生産」。欧州エネルギーイノベーション。持続可能性高等研究所。2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月30日閲覧。
- ^ Fernandez, Sonia. 「研究者らは、CO2を形成せずにメタンを変換できる潜在的に低コストで低排出の技術を開発」。Phys-Org。アメリカ物理学会。2020年10月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月19日閲覧。
- ^ BASF。「BASFの研究者が、根本的に新しい低炭素生産プロセスであるメタン熱分解に取り組んでいます」。米国のサステナビリティ。BASF。2020年10月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月19日閲覧。
- ^ Kruse, O.; Rupprecht, J.; Bader, K.; Thomas-Hall, S.; Schenk, PM; Finazzi, G.; Hankamer, B. (2005). 「改良された光生物学的水素生成による人工緑藻細胞」(PDF) . The Journal of Biological Chemistry . 280 (40): 34170– 7. doi : 10.1074/jbc.M503840200 . PMID 16100118. S2CID 5373909. 2021年1月29日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2019年8月24日閲覧。
- ^ Smith, Hamilton O.; Xu, Qing (2005). 「IV.E.6 新しい組み換え酸素耐性シアノバクテリアシステムによる水からの水素生成」(PDF)。2005年度進捗報告書。米国エネルギー省。2016年 12 月 29 日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2016 年8 月 6 日閲覧。
- ^ Williams, C. (2006年2月24日). 「池の生物：エネルギーの未来」. Science . The Register. 2011年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年3月24日閲覧。
- ^ Weimer, Al (2005 年 5 月 25 日)。「水から太陽熱化学水素製造法の開発」(PDF)。太陽熱化学水素製造プロジェクト。2007年 4 月 17 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2008 年12 月 21 日閲覧。
- ^ Perret, R. 「水からの太陽熱による水素製造法の開発、DOE 水素プログラム、2007 年」(PDF)。2010 年 5 月 27 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2008 年5 月 17 日閲覧。
- ^ Lubitz, Wolfgang; Reijerse, Eduard; Van Gastel, Maurice (2007). 「高度な磁気共鳴技術による [NiFe] および [FeFe] ヒドロゲナーゼの研究」. Chemical Reviews . 107 (10): 4331– 4365. doi :10.1021/cr050186q. PMID 17845059.
- ^ Cammack, R.; Robson, RL (2001). 燃料としての水素: 自然から学ぶ. Taylor & Francis Ltd. pp. 202– 203. ISBN 978-0-415-24242-4. 2021年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年9月3日閲覧。
- ^ Rhee, TS; Brenninkmeijer, CAM; Röckmann, T. (2006年5月19日). 「地球大気の水素循環における土壌の圧倒的な役割」(PDF) .大気化学および物理学. 6 (6): 1611– 1625. Bibcode :2006ACP.....6.1611R. doi : 10.5194/acp-6-1611-2006 . 2019年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2019年8月24日閲覧。
- ^ Alex Wilkins (2023年3月8日). 「土壌細菌酵素が空気中の水素から電気を生成する」. New Scientist . 257 (3430): 13. Bibcode :2023NewSc.257...13W. doi :10.1016/S0262-4079(23)00459-1. S2CID 257625443.
- ^ Eisenmann, Alexander; Amann, Anton; Said, Michael; Datta, Bettina; Ledochowski, Maximilian (2008). 「水素呼気検査の実施と解釈」（PDF） . Journal of Breath Research . 2 (4): 046002. Bibcode :2008JBR.....2d6002E. doi :10.1088/1752-7155/2/4/046002. PMID 21386189. S2CID 31706721. 2021年1月29日時点の オリジナル（PDF）からアーカイブ。 2020年12月26日閲覧。
- ^ 引用エラー: 名前付き参照
FrostBeard2007が呼び出されましたが、定義されていません (ヘルプ ページを参照してください)。 - ^ 「岩石からのメタンと水素の生成 - 生命のエネルギー源」 。 2011年11月6日閲覧。
- ^ Sleep, NH; A. Meibom, Th. Fridriksson, RG Coleman, DK Bird (2004). 「蛇紋岩化作用による水素に富む流体：地球化学的および生物学的意味」。米国科学 アカデミー紀要。101 ( 35 ): 12818– 12823。Bibcode :2004PNAS..10112818S。doi : 10.1073/ pnas.0405289101。PMC 516479。PMID 15326313。
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ Palys, Matthew J.; Daoutidis, Prodromos (2020). 「再生可能エネルギー貯蔵のための水素とアンモニアの使用：地理的に包括的な技術経済研究」. Computers & Chemical Engineering . 136 : 106785. doi : 10.1016/j.compchemeng.2020.106785 . ISSN 0098-1354.
- ^ 「水素産業は新たな分野に進出する前に自らを浄化しなければならない…」Canary Media 2021年8月31日2023年4月5日閲覧。
- ^ IRENA (2021). 世界エネルギー転換展望: 1.5°Cへの道筋(PDF) pp. 12, 22. ISBN 978-92-9260-334-22021年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。
- ^ スティーブ・グリフィス、ベンジャミン・K・ソバクール、ジンスー・キム、モーガン・バジリアン、他 (2021)。「水素による産業の脱炭素化：開発、社会技術システム、政策オプションの批判的かつ体系的なレビュー」。エネルギー研究と社会科学。80 :39。Bibcode : 2021ERSS ...8002208G。doi :10.1016/j.erss.2021.102208。ISSN 2214-6296。2021年 10月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年9月11日閲覧。
- ^ Takeshita, T.; Wallace, WE; Craig, RS (1974). 「イットリウムまたはトリウムとニッケルまたはコバルトの1:5化合物における水素溶解度」.無機化学. 13 (9): 2282– 2283. doi :10.1021/ic50139a050.
- ^ キルヒハイム、R.;ムッチェレ、T.キーニンガー、W.グライター、H.ビリンジャー、R.コーブル、T. (1988)。 「アモルファス金属およびナノ結晶金属中の水素」。材料科学と工学。99 ( 1–2 ): 457–462 .土井:10.1016/0025-5416(88)90377-1。
- ^ Kirchheim, R. (1988). 「欠陥金属およびアモルファス金属における水素溶解度と拡散率」.材料科学の進歩. 32 (4): 262– 325. doi :10.1016/0079-6425(88)90010-2.
- ^ Christensen, CH; Nørskov, JK; Johannessen, T. (2005年7月9日). 「化石燃料に依存しない社会の実現 - デンマークの研究者が新技術を発表」.デンマーク工科大学. 2015年5月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年5月19日閲覧。
- ^ Zhao, Wenfeng; Li, Hu; Zhang, Heng; Yang, Song; Riisager, Anders (2023). 「アンモニアボランによる水素移動プロセス：触媒戦略とメカニズムの洞察」. Green Energy & Environment . 8 (4): 948– 971. Bibcode :2023GrEE....8..948Z. doi :10.1016/j.gee.2022.03.011.
- ^ Vivancos, Ángela; Beller, Matthias; Albrecht, Martin (2018). 「温和な条件下で水中のN-ヘテロアレーンの水素化および脱水素化のためのNHCベースのイリジウム触媒」ACS Catalysis . 8 : 17–21 . doi :10.1021/acscatal.7b03547.
- ^ バーナード、マイケル（2023年10月22日）。「リーブライヒの水素ラダーの段の新たな点は何か？」クリーンテクニカ。 2024年3月10日閲覧。
- ^ スミル、ヴァーツラフ（2004年）。『地球を豊かにする：フリッツ・ハーバー、カール・ボッシュ、そして世界の食糧生産の変革』（第1版）。マサチューセッツ州ケンブリッジ：MIT。ISBN 978-0-262-69313-4。
- ^ Chemistry Operations (2003年12月15日). 「水素」. ロスアラモス国立研究所. 2011年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月5日閲覧。
- ^ McCarthy, J. (1995年12月31日). 「水素」.スタンフォード大学. 2008年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年3月14日閲覧。
- ^ Kjellberg-Motton, Brendan (2022年2月7日). 「鉄鋼の脱炭素化が加速 | Argus Media」www.argusmedia.com . 2023年9月7日閲覧。
- ^ Blank, Thomas; Molly, Patrick (2020年1月). 「水素の脱炭素化が産業に与える影響」(PDF)。ロッキーマウンテン研究所。pp. 2、7、8。2020年9月22日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF)。
- ^ Plötz, Patrick (2022年1月31日). 「水素技術は持続可能な道路輸送において大きな役割を果たす可能性は低い」. Nature Electronics . 5 (1): 8– 10. doi :10.1038/s41928-021-00706-6. ISSN 2520-1131. S2CID 246465284.
- ^ 「NASA/TM—2002-211915: 原子推進剤のための固体水素実験」(PDF) 。 2021年7月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2021年7月2日閲覧。
- ^ Le Comber, PG; Jones, DI; Spear, WE (1977). 「置換ドープアモルファスシリコンのホール効果と不純物伝導」. Philosophical Magazine . 35 (5): 1173– 1187. Bibcode :1977PMag...35.1173C. doi :10.1080/14786437708232943.
- ^ Van de Walle, CG (2000). 「酸化亜鉛のドーピングの原因としての水素」(PDF) . Physical Review Letters . 85 (5): 1012– 1015. Bibcode :2000PhRvL..85.1012V. doi :10.1103/PhysRevLett.85.1012. hdl : 11858/00-001M-0000-0026-D0E6-E . PMID 10991462. 2017年8月15日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年8月1日閲覧。
- ^ ジャノッティ、A.ヴァン・デ・ウォール、CG (2007)。 「水素多中心結合」。自然素材。6 (1): 44–47。書誌コード:2007NatMa...6...44J。土井：10.1038/nmat1795。PMID 17143265。
- ^ Kilic, C.; Zunger, Alex (2002). 「水素による酸化物のn型ドーピング」.応用物理学レター. 81 (1): 73– 75. Bibcode :2002ApPhL..81...73K. doi :10.1063/1.1482783. S2CID 96415065.
- ^ Peacock, PW; Robertson, J. (2003). 「高誘電率酸化物ゲート絶縁体における水素の挙動」.応用物理学レター. 83 (10): 2025– 2027. Bibcode :2003ApPhL..83.2025P. doi :10.1063/1.1609245.
- ^ Durgutlu, A. (2003). 「シールドガスとしてのアルゴン中の水素がオーステナイト系ステンレス鋼のTIG溶接に及ぼす影響に関する実験的調査」. Materials & Design . 25 (1): 19– 23. doi :10.1016/j.matdes.2003.07.004.
- ^ 「原子水素溶接」。Specialty Welds。2007年。2011年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Hardy, WN (2003). 「H2から極低温Hメーザー、そしてHiTc超伝導体へ: ありそうもないがやりがいのある道」. Physica C: 超伝導. 388– 389: 1– 6. Bibcode :2003PhyC..388....1H. doi :10.1016/S0921-4534(02)02591-1.
- ^ Almqvist, Ebbe (2003). 工業用ガスの歴史. ニューヨーク: Kluwer Academic/Plenum Publishers. pp. 47– 56. ISBN 978-0-306-47277-0. 2015年5月20日閲覧。
- ^ Block, M. (2004 年 9 月 3 日). 水素をトレーサーガスとして使用してリーク検出を行う。第 16 回 WCNDT 2004。モントリオール、カナダ: Sensistor Technologies。2009 年 1 月 8 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年3 月 25 日閲覧。
- ^ 「食事性食品添加物摂取に関する委員会の報告書」(PDF)。欧州連合。 2008年2月16日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2008年2月5日閲覧。
- ^ Reinsch, J.; Katz, A.; Wean, J.; Aprahamian, G.; MacFarland, JT (1980). 「脂肪酸アシルCoA脱水素酵素とブチリルCoAの反応に対する重水素同位体効果」J. Biol. Chem . 255 (19): 9093– 97. doi : 10.1016/S0021-9258(19)70531-6 . PMID 7410413.
- ^ Bergeron, KD (2004). 「非二重使用の終焉」. Bulletin of the Atomic Scientists . 60 (1): 15– 17. Bibcode :2004BuAtS..60a..15B. doi :10.2968/060001004. 2008年4月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年4月13日閲覧。
- ^ 「MyChem: Chemical」(PDF) 。 2018年10月1日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2018年10月1日閲覧。
- ^ Brown, WJ; et al. (1997). 「水素および水素システムの安全基準」(PDF) . NASA . NSS 1740.16. 2017年5月1日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2017年7月12日閲覧。
さらに読む
- 水素の超微細分裂 - ファインマン物理学講義
- 核種図（第17版）。ノルズ原子力研究所。2010年。ISBN 978-0-9843653-0-2。
- ニュートン、デイビッド・E.（1994年）。『化学元素』ニューヨーク：フランクリン・ワッツ。ISBN 978-0-531-12501-4。
- リグデン、ジョン・S. (2002)。『水素：必須元素』。マサチューセッツ州ケンブリッジ：ハーバード大学出版局。ISBN 978-0-531-12501-4。
- ロム、ジョセフ・J. (2004)。『水素に関する誇大宣伝、気候を救う競争における事実と虚構』アイランド・プレス。ISBN 978-1-55963-703-9。
- Scerri, Eric (2007)。周期表、その歴史と意義。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-530573-9。
外部リンク
- 量子力学の基本的な水素計算
- 周期表のビデオにおける水素（ノッティンガム大学）
- 高温水素状態図
- 水素の波動関数
