Oxihidrógeno

El oxihidrógeno es una mezcla de hidrógeno (H₂ ₎ y oxígeno (O₂ ₎ . Esta mezcla gaseosa se utiliza en sopletes para procesar materiales refractarios y fue la primera ^{[ 1 ]} mezcla gaseosa empleada para soldar . Teóricamente, una proporción de 2:1 de hidrógeno:oxígeno es suficiente para lograr la máxima eficiencia; en la práctica, se necesita una proporción de 4:1 o 5:1 para evitar una llama oxidante . ^{[ 2 ]}

Esta mezcla también puede denominarse Knallgas (en escandinavo y alemán , Knallgas ; lit. ' gas explosivo ' ), aunque algunos autores definen knallgas como un término genérico para la mezcla de combustible con la cantidad precisa de oxígeno necesaria para la combustión completa; así, el oxihidrógeno 2:1 se denominaría "hidrógeno-knallgas". ^{[ 3 ]}

"Gas de Brown" y HHO son términos para oxihidrógeno que se originan en la pseudociencia , aunque se prefiere x H ₂ + y O ₂ debido a que HHO significa H ₂ O .

El oxihidrógeno se quemará al alcanzar su temperatura de autoignición . Para la mezcla estequiométrica en aire, a presión atmosférica normal , la autoignición ocurre a unos 570 °C (1058 °F) . ^{[ 4 ]} A temperatura y presión estándar, la energía mínima requerida para encender dicha mezcla con una chispa es de aproximadamente 0,007 mJ y puede arder cuando su contenido de hidrógeno en volumen se encuentra entre el 4 % y el 95 %. ^{[ 5 ] [ 4 ]}  

Cuando se enciende, la mezcla de gases se convierte en vapor de agua _y libera energía , que mantiene la reacción: 241,8 kJ de energía ( PCI ) por cada mol de H₂ quemado. La cantidad de energía calorífica liberada es independiente del modo de combustión, pero la temperatura de la llama varía. ^{[ 6 ]} La temperatura máxima de aproximadamente 2800 °C (5100 °F) se alcanza con una mezcla estequiométrica exacta, aproximadamente 700 °C (1300 °F) más caliente que una llama de hidrógeno en el aire. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Cuando cualquiera de los gases se mezcla en exceso de esta proporción, o cuando se mezcla con un gas inerte como el nitrógeno, el calor debe distribuirse a través de una mayor cantidad de materia, reduciendo la temperatura de la llama. ^{[ 6 ]}    

El oxihidrógeno es explosivo y puede detonar al encenderse, liberando una gran cantidad de energía. Esto se suele demostrar en las aulas, donde los profesores llenan un globo con este gas, debido a la facilidad de acceso al hidrógeno y al oxígeno. ^{[ 10 ]}

Mediante electrólisis del agua , que utiliza una corriente eléctrica para disociar las moléculas de agua, se puede obtener una mezcla estequiométrica precisa:

Electrólisis: 2 H₂O _→ 2 _H₂ + _O₂

Combustión: 2 H₂ ₊ O₂ _→ 2 _H₂O

William Nicholson fue el primero en descomponer el agua de esta manera en 1800. En teoría, la energía de entrada de un sistema cerrado siempre es igual a la energía de salida, como establece la primera ley de la termodinámica . Sin embargo, en la práctica, ningún sistema es perfectamente cerrado, y la energía necesaria para generar el oxihidrógeno siempre supera la energía liberada al quemarlo, incluso con la máxima eficiencia práctica, como implica la segunda ley de la termodinámica (véase Electrólisis del agua#Eficiencia ).

El oxihidrógeno se asocia con diversas afirmaciones exageradas. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} A menudo se le llama "gas de Brown" o "gas HHO", un término popularizado por el físico marginal ^{[ 19 ]} Ruggero Santilli , quien afirmó que su gas HHO, producido por un aparato especial, es "una nueva forma de agua", con nuevas propiedades, basadas en su teoría marginal de "magnéculas". ^{[ 18 ]}

Se han hecho muchas otras afirmaciones pseudocientíficas sobre el oxihidrógeno, como la capacidad de neutralizar desechos radiactivos, ayudar a las plantas a germinar, y más. ^{[ 18 ]}

El oxihidrógeno se menciona a menudo en relación con los vehículos que afirman utilizar agua como combustible . El contraargumento más común y decisivo contra la producción de este gas a bordo para su uso como combustible o aditivo es que siempre se necesita más energía para separar las moléculas de agua que la que se recupera al quemar el gas resultante. ^{[ 17 ] [ 20 ]} Además, el volumen de gas que se puede producir para consumo bajo demanda mediante electrólisis es muy pequeño en comparación con el volumen consumido por un motor de combustión interna. ^{[ 21 ]}

Un artículo publicado en Popular Mechanics en 2008 informó que el oxihidrógeno no aumenta la eficiencia del combustible en los automóviles . ^{[ 22 ]}

Los coches que funcionan con agua no deben confundirse con los coches que funcionan con hidrógeno , en los que el hidrógeno se produce en otro lugar y se utiliza como portador de energía , o en los que se utiliza como aditivo para mejorar el combustible .