L’hydrogène gazeux (formule moléculaire H₂) est l’élément le plus simple et le plus léger du tableau périodique. Il possède des propriétés physiques et techniques uniques. En tant qu’élément le plus fréquent dans l’univers, il joue un rôle dans d’innombrables applications, domaines de recherche et phénomènes.
Propriétés physiques #
La masse moléculaire de l’hydrogène gazeux est de 2,016 g/mole. À température ambiante, le gaz est incolore, inodore et insipide. La densité est d’environ 0,08988 gH2/L à 0 °C et 1 atm, ce qui en fait le moins dense de tous les gaz. Les transitions de phase sont respectivement à -252,87 °C (20,28 K) et -259,14 °C (14,01 K). Il est légèrement soluble dans l’eau et d’autres solvants.
Propriétés techniques #
L’hydrogène est hautement inflammable et peut former des mélanges explosifs avec l’air. La plage d’inflammabilité est de 4 % à 75 % d’hydrogène dans l’air et la température d’auto-inflammation est d’environ 500 °C (932 °F). Il est important de distinguer la plage d’inflammabilité des limites d’explosion qui sont dans une plage plus petite. L’hydrogène a une conductivité thermique élevée (0,1805 W/m·K à 300 K), ce qui le rend utile comme liquide de refroidissement dans les applications à haute performance comme les générateurs d’énergie et les réacteurs nucléaires. Une autre particularité de l’hydrogène est sa haute énergie spécifique (énergie par unité de masse) d’environ 142 MJ/kg. C’est plus du double de celui des hydrocarbures conventionnels. Le gaz diffuse rapidement, avec une diffusivité dans l’air d’environ 0,61 cm²/s à température ambiante. Ces propriétés sont importantes pour son comportement dans les applications de stockage et de transport. Les propriétés techniques de l’hydrogène déterminent comment il peut être manipulé en toute sécurité. Ce sujet est décrit plus en détail dans cet article.
L’hydrogène gazeux comme vecteur énergétique #
Le gaz peut jouer un rôle essentiel dans la transition vers un système énergétique renouvelable et respectueux de l’environnement qui ne dépend pas des combustibles fossiles, la transition énergétique. La raison principale en est que l’hydrogène utilise de l’électricité renouvelable et de l’eau avec un processus appelé électrolyse. Cet article résume certaines technologies d’électrolyse disponibles et en développement.
