18,935 Views
Favorite
ไฮโดรเจน (Hydrogen, H) คือธาตุที่มีเลขอะตอม 1 ซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุดและมีมากที่สุดในจักรวาลของเรา ไฮโดรเจนส่วนใหญ่มักรวมตัวกับธาตุอื่นเป็นสารประกอบหรือสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ เช่น น้ำ ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม (H2O) เราเริ่มรู้จักกับไฮโดรเจนที่ไม่ได้อยู่ร่วมกับธาตุอื่นจากการสังเคราะห์ก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงยุคคริสตวรรษที่ 16 โดยการทำปฏิกิริยาของโลหะและกรดแก่
ก๊าซไฮโดรเจนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่มีพิษ แต่ไวไฟ และเป็นอโลหะ แต่อโลหะมีสมบัติมากมายและหลากหลายกว่าโลหะ ดังนั้น การจะนิยามแบบง่าย ๆ ว่าอะไรคืออโลหะ จึงบอกได้ว่ามันคือธาตุเคมีที่ขาดสมบัติของโลหะ เช่น ไม่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้า ระเหยเป็นไอได้ง่าย ซึ่งโดยปกติแล้วธาตุอโลหะที่มีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง เช่น ฮีเลียม ไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจน แต่ก็มีบ้างที่เป็นของเหลว เช่น โบรมีน และเป็นของแข็ง เช่น คาร์บอนและไอโอดีน ดังนั้น การสร้างโลหะไฮโดรเจนขึ้นมา จึงทำให้คนส่วนใหญ่สงสัยว่า ธาตุซึ่งเป็นอโลหะจะกลายเป็นโลหะได้อย่างไร เพราะการที่เราสามารถสร้างโลหะไฮโดรเจนได้ นั่นหมายความว่า ไฮโดรเจนต้องอยู่ในสภาพที่เป็นของแข็งและมีสมบัติมาตรฐานของโลหะ
ไฮโดรเจนในสภาวะปกติจะอยู่ในสถานะก๊าซ และจะกลายเป็นของเหลวเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า -253 องศาเซลเซียส กลายเป็นของแข็งเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -259.15 องศาเซลเซียส แล้วทำไมเรายังต้องพยายามผลิตโลหะไฮโดรเจนขึ้นมา ทั้ง ๆ ที่มันมีไฮโดรเจนในสถานะของแข็งอยู่แล้ว นั่นเป็นเพราะว่ามันไม่สามารถคงอยู่ได้ในสภาวะปกติ และไม่สามารถนำไปใช้งานได้จริง แต่การค้นพบล่าสุดหลังจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเป็นเวลานานกว่า 80 ปี ทำให้เริ่มเห็นโอกาสที่จะนำมันมาใช้งานได้แล้ว
สิ่งที่ได้มาจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์จะเป็นตัวตั้งต้นให้กับเทคโนโลยีสมัยใหม่ รวมถึงการไปบุกดาวเคราะห์อื่น ๆ ในระบบสุริยะได้ ก่อนหน้านี้มีการทำนายว่า หากเรานำไฮโดรเจนมาทำให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสม กล่าวคือ มีความดันสูงมาก ๆ จะทำให้ไฮโดรเจนกลายเป็นโลหะแข็งได้ เราจะได้ไฮโดรเจนที่มีคุณสมบัติแบบโลหะ คือ นำไฟฟ้า นำความร้อน ได้อย่างดีในระดับอุณหภูมิห้อง ซึ่งตัวกลางอื่น หรือสารอื่น ๆ ที่เราเคยคิดค้นเพื่อนำมาใช้ แม้กระทั่งสารสื่อไฟฟ้าและความร้อนที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันนั้น แทบไม่มีตัวใดเลยที่ทำงานได้ดีเต็มประสิทธิภาพที่อุณหภูมิห้อง
ประโยชน์ระยะสั้นที่เราสามารถมองเห็นได้ง่าย ๆ จากการมีโลหะไฮโดรเจน คือ เราสามารถกระจายกระแสไฟฟ้าจากแหล่งผลิตไปยังครัวเรือน โรงงาน หรือสถานที่ต่าง ๆ โดยไม่สูญเสียพลังงานไประหว่างทาง หากมองภาพที่ไกลไปกว่านั้น คือ พันธะระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนจะกักเก็บพลังงานไว้มากและสามารถเป็นแหล่งพลังงานที่ดีกว่าเชื้อเพลิงจากไฮโดรเจนหรือออกซิเจนเหลว
และล่าสุดเราสามารถผลิตโลหะไฮโดรเจนได้แล้วโดยทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด การเปลี่ยนไฮโดรเจนให้กลายเป็นโลหะ แม้ว่าจะยังอยู่ในขั้นการทดลอง จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอีกมากมาย และยังต้องผ่านกระบวนการในการปรับปรุงการผลิตเพื่อให้สามารถนำมาใช้ได้จริงในทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ แต่ข่าวการทดลองนี้ก็เป็นเหมือนแสงเทียนที่ส่องสว่างให้กับหลายวงการโดยเฉพาะด้านพลังงาน เนื่องจากเทคโนโลยี อุตสาหกรรม รวมถึงเศรษฐกิจต่างขับเคลื่อนโดยพลังงาน หากเรามีแหล่งพลังงานที่คุ้มค่ากว่า ให้พลังงานได้มากกว่า หรือสามารถสร้างตัวนำไฟฟ้าที่ดีกว่าแบบเดิม ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานไปได้ ย่อมเป็นอีกก้าวหนึ่งของพัฒนาการที่น่าประทับใจ ระหว่างนี้เราก็ได้แต่เฝ้ารอว่าจะมีอะไรน่าตื่นเต้นเกิดขึ้นได้อีกบ้าง
