オキシ水素

オキシ水素は、水素（H₂ _）と酸素（O₂ _）の混合ガスです。この混合ガスは、耐火材料を加工するためのトーチに使用され、溶接に使用された最初の 混合ガスでした^{[ 1 ]}。理論的には、水素と酸素の比率が2:1であれば最大の効率が得られますが、実際には、酸化炎を避けるために4:1または5:1の比率が必要です^{[ 2 ]}。

この混合物はクナルガス（スカンジナビア語とドイツ語ではクナルガス、文字通り「爆発ガス」 ）とも呼ばれるが、一部の著者はクナルガスを完全燃焼に必要な正確な量の酸素と燃料の混合物の総称と定義しており、したがって2:1の酸素水素は「水素クナルガス」と呼ばれることになる。^{[ 3 ]}

「ブラウンガス」と HHO は、疑似科学に由来するオキシ水素の用語ですが、HHO はH ₂ Oを意味するため、x H ₂ + y O ₂の方が好ましいです。

酸素水素は自己発火温度に達すると燃焼します。空気中の化学量論的混合物の場合、通常の気圧では、自己発火は約570 °C (1,058 °F)で発生します。^{[ 4 ]} 標準温度と圧力では、火花でこのような混合物を着火させるのに必要な最小エネルギーは約 0.007 mJ であり、体積比で約 4% から 95% の水素で燃焼することができます。^{[ 5 ] [ 4 ]}  

点火すると、ガス混合物は水蒸気に変化し、 反応を維持するエネルギーを放出します。燃焼するH 2 ₁モルあたり241.8 kJ ( LHV ) のエネルギーが放出されます。放出される熱エネルギーの量は燃焼モードに依存しませんが、炎の温度は変化します。^{[ 6 ]}正確な化学量論的混合物では、 最高温度約2,800 °C (5,100 °F)に達し、これは空気中の水素炎よりも約700 °C (1,300 °F)高い温度です。 ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} いずれかのガスがこの比率を超えて混合された場合、または窒素などの不活性ガスと混合された場合、熱はより多くの物質に拡散する必要があり、炎の温度が低下します。^{[ 6 ]}    

水素と酸素の混合ガスは爆発性があり、点火すると爆発して大量のエネルギーを放出します。水素と酸素は入手しやすいため、教師が風船にガスを充填するなど、教室環境でよく実証されています。^{[ 10 ]}

正確な化学量論比の混合物は、電流を用いて水分子を解離させる水の電気分解によって得ることができる。

電気分解：2 H₂O _→ 2 _H₂ + _O₂

燃焼: 2 H ₂ + O ₂ → 2 H ₂ O

ウィリアム・ニコルソンは1800年にこの方法で水を分解した最初の人物です。理論上、閉鎖系の入力エネルギーは常に出力エネルギーと等しくなります。これは熱力学第一法則が述べている通りです。しかし実際には、完全に閉鎖された系は存在せず、酸素水素を生成するのに必要なエネルギーは、たとえ実用上最大の効率であっても、それを燃焼させることで放出されるエネルギーを常に上回ります。これは熱力学第二法則が示唆する通りです（水の電気分解#効率を参照）。

オキシ水素は、さまざまな誇張された主張と関連付けられています。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}これはしばしば「ブラウンガス」または「HHOガス」と呼ばれ、この用語は、特殊な装置で生成された彼のHHOガスが、彼の「マグネキュール」の異端理論に基づいて新しい特性を持つ「新しい形態の水」であると主張した、異端の物理学者^{[ 19 ]}ルッジェロ・サンティッリによって広められました。^{[ 18 ]}

オキシ水素については、放射性廃棄物を中和する能力、植物の発芽を助ける能力など、他にも多くの疑似科学的な主張がなされてきた。^{[ 18 ]}

オキシ水素は、水を燃料として使用すると主張する車両に関連してよく言及されます。燃料または燃料添加剤として使用するためにこのガスを車載で生成することに対する最も一般的で決定的な反論は、水分子を分解するために必要なエネルギーが、生成されたガスを燃焼することによって回収されるエネルギーよりも常に多いということです。^{[ 17 ] [ 20 ]}さらに、電気分解によってオンデマンドで消費するために生成できるガスの量は、内燃機関が消費する量に比べて非常に小さいです。^{[ 21 ]}

2008年のポピュラーメカニクス誌の記事では、水素酸素は自動車の燃費を向上させないと報告されている。^{[ 22 ]}

「水燃料車」は、水素が別の場所で生産され、エネルギーキャリアとして使用される水素燃料車、または水素が燃料の性能向上に使用される水素燃料車と混同してはならない。