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2024年1月14日 (日)

『水素分子はかなりすごい』を読む

元素周期表は、原子番号1、原子量1.0の水素(H)から始まる。
安定した分子の水素(H2)でも、分子量は2.0。
原子番号2のヘリウム(He)の原子量が4.0だから、水素は原子でも分子でも小さい。

水素脆化(すいそぜいか)と呼ばれる金属の粘りや強度が落ちる現象(割れたり、欠けたりしやすくなる)がある。
金属結合中に水素が侵入することが悪さの原因なのは確かなのだが、脆化に至るメカニズムは はっきりしていない。
民生品として大量に使われるステンレス鋼に その現象が大きくあらわれるので、問題はやっかいだ。

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こんな喫茶店で読み始め。

著者は物性物理学者。
副題は、
 『生命科学と医療効果の最前線』

本書で言う水素は、水素イオン(H:プロトン:陽子)ではなく、水素分子(H2)。
それを水に溶かして、あるいは空気と混ぜて摂取すると、
 酸化ストレス抑制
 動脈硬化抑制
 神経性疾患抑制
  パーキンソン病
  アルツハイマー病
等に効果がある、と。

水素には、抗酸化性があるのは確かなのだが・・・

本夕、読了。

伊藤園では、310mlアルミボトル入りのミネラルウォーターを、
 水素水 2
という商品名で販売している。
この水素水、成分表を見ると、1本当たりの水素量は0.09~0.24mg。
中間値の0.17mgで計算すると、大気圧体積で2CCほどの水素ガスが含まれていることになる。

ヒトは1日に15000リットル前後の空気を吸う。
我々の吸う空気には、体積で0.00005%の水素が含まれている。
呼吸で肺に入る水素は、1日に7CCくらい。

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コメント

水素分子は小さいから、ペットボトルを通過して
漏れ出てしまうような気がしますね。
何日間で完全になくなるのかわからないけど。
そんなことは無いのかと、思ったりするね。

投稿: ja8oxy | 2024年1月16日 (火) 04:35

ja8oxyさん、こんにちは

おっしゃる通りで、ペットボトルだとすぐに抜けてしまいます。
なので、アルミでコーティングするなどの対策が必要です。

溶接の際には気を付けなくてはならないので、低水素系と銘打った溶接棒が広く使われています。
抜けやすいということは侵入しやすいことでもあるので、アルミコーティングの容器に入って売られているものもあります。
使用前に乾燥させるのは必須ですね。

投稿: KON-chan | 2024年1月16日 (火) 07:55

水素より小さい物質はないから、アルミでも
いずれ抜けますね。と言うことは水素燃料電池車も
長い間置いておくと、乗ろうとしたら
燃料が無い問題も起きますね。
なかなか、難しい問題が出ますね。

投稿: ja8oxy | 2024年1月17日 (水) 16:43

水素を大量に貯める金属組織があります。
水素吸蔵合金。
ミクロ的には、数百気圧で金属組織内に吸蔵します。
ボンベよりも軽量・小型化できる可能性があり、かなり以前から研究が進んでいます。
加熱しないと、吸蔵された水素は外部に出ません。
逆に言うと、水素を取り出すには熱が必要だということ。
なので、車に使うまでには至っていません。

トヨタのミライは60立方mの水素を700気圧で充填。
水素脆化を心配して炭素繊維とプラスチックを積層したタンクですね。
漏れも実用に問題ないほどのようです。

投稿: KON-chan | 2024年1月17日 (水) 23:14

水素吸蔵合金=日本製鋼所の
イメージでしたけど、取り出すには加熱が必要でしたか!
これなら、かなり安全なスイッチにはなりますけど
どのくらいの熱が必要なのかですね。
100°くらいなら、車でもなんとか成りそうですけどね。

投稿: ja8oxy | 2024年1月21日 (日) 18:34

吸蔵時温度は放出時温度より低い必要があります。
 吸蔵時温度<放出時温度
なのですが、金属結合が逆止弁の作用をするので、高圧を使えばギッシギッシと吸蔵させることができます。
500気圧とか1000気圧とかで吸蔵させる実験がなされています。
こうすれば、
 放出時温度-吸蔵時温度
の値を小さくできます。
日本の夏は暑い。
例えば45℃の吸蔵合金に45℃の水素をチャージした場合でも、水の沸点温度まで加熱しなくても放出させ得る合金が見つかっています。
工業規模での製造技術とコストのハードルが高いです。

投稿: KON-chan | 2024年1月21日 (日) 20:54

1K気圧まで上げるには、またまた、エネルギーが
必要ですね。そのエネルギーを作るのにCO2を出しては
元も子もないし。
なかなか、良いものは見つかりませんね。

月着陸の様子がLEV2から送られてきたのを
見ました。逆さまになってましたけど
あの写真をみたら、感動しましたよ。

投稿: ja8oxy | 2024年1月26日 (金) 07:06

さらに、水素はタンクが必要です。
供給ステーションの建設の容易さは電気にはかないませんね。

ひっくり返ったのは残念でした。
月面降下中に、2基あるメインエンジンのうちの1基が機能を喪失したとのこと。

地球から月までは38万キロくらい。
ここに、太陽系の水金地火木土天海の8つの惑星を全部並べることができます。
直径の大きい順に並べると、
 木星   7.0万キロ
 土星   5.8万キロ
 天王星 2.5万キロ
 海王星 2.5万キロ
 地球   0.6万キロ
 金星   0.6万キロ
 火星   0.3万キロ
 水星   0.2万キロ
合計で20万キロ。
月は遠いです。

50年以上も前に、あそこに人が立っているんですねェ。

投稿: KON-chan | 2024年1月26日 (金) 19:35

38万キロ
私の乗っていHONDA CR-XSiRが13年かかって
34万キロ走りました。もう2年乗れば月まで行けた距離
ですが、ガソリンを32000リットルも使った計算。ドラム缶160本なんですね。

あのオモチャのような探査機から
写真が送ってきたのが、うれしいですね。
確か月の表面温度は130度、日が当たらないと
マイナス130度くらいになるような気がしている。
そんな中で、よく動きますよね。

投稿: ja8oxy | 2024年1月28日 (日) 05:48

38万キロ。
よく走りましたね。
街乗り車なら、平均速度はせいぜい30キロ。
それで計算してみると、走行してたのは1万時間強。
1年は8760時間ですから、エンジンが14ヶ月回っていたことになります。
考えてみると、工場のモーターは寿命が長いですね。
5年、10年なら、新品同様です。

温度差の大きい厳しい環境。
加えて小さな図体。
送信出力も小さいんでしょうね。
どんなアンテナで受信しているのか、知りたいです。

投稿: KON-chan | 2024年1月28日 (日) 20:20

アマ無線を始めた頃は144MHzが人気でした。
八木アンテナを4列4段くらいにして、月に
反射させて、通信したとか、本にでてましたね。
430MHzなら、もっとコンパクトで反射しそうですね。
1200MHzも使えるので100W食らいだして、大きめのパラボラがあれば良いかも。20-100dbくらいの利得有ればとれるかもですね。 おそらく衛星に使っているのは5GHzから100GHzくらいかも。データーをごっそり短時間に送りたいだろうからですね。

投稿: ja8oxy | 2024年1月30日 (火) 07:02

アマチュアとはいっても、本気を出したら月面反射で通信を成立させたりもできるんですねェ。
CQ誌なんて何年も読んでいませんが、今でもそんな記事が載っているんでしょうね。
深い世界です。

投稿: KON-chan | 2024年1月30日 (火) 17:48

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