Viabilidad de la atmósfera de hidrógeno-oxígeno

Mi sociedad aumentada de humanos ha logrado diseñar sus componentes cyborg hambrientos de energía para que funcionen en un reactor de fusión de hidrógeno. Si bien hasta ahora han logrado alimentarlo bebiendo mucha agua, prefieren una solución que les haga la vida más cómoda. ¿Serían capaces de agregar hidrógeno (a la presión adecuada) reemplazando el nitrógeno, o incluso solo un dos por ciento de hidrógeno que permanecería a nivel del suelo para que ellos puedan respirar?

Otros criterios:

No les importa que el hidrógeno permanezca durante el tiempo geológico y puedan reponerlo, pero les gustaría que el planeta fuera al menos habitable si su tecnología dejara de mantenerlo. (Tiene un ecosistema como la Tierra)

Tienen nubes de nanotecnología handwavium que ayudarían con la supresión de incendios, pero les gustaría evitar cualquier situación en la que una chispa explotaría el planeta de todos modos.

Entonces, ¿es esto posible?

Es posible que desee calcular cuánta agua es "mucha" agua si el agua se usa como fuente de hidrógeno para los reactores de fusión ... Por mi parte, no pensaría que unos pocos gramos de agua por año son "muchas".
¿Qué tan pequeño sería un reactor que usara unos pocos gramos al año y su potencia de salida ya sería bastante alta? Algunas de las necesidades de energía pueden ser bastante grandes.
Un gramo de hidrógeno debería ser suficiente para unos 200 MWh (energía térmica). (Por ejemplo, ITER planea fusionar alrededor de medio gramo de deuterio para una producción térmica de unos 140 MWh). No tengo idea de qué tan pequeño sería el reactor; en la actualidad nadie tiene idea de cómo hacer pequeños reactores de fusión nuclear.
Como advertencia, hay un campo de "resumen de edición" debajo del editor. Sus mensajes "EDITAR:" deben ir allí, en lugar de al final de su pregunta. ¡Sin embargo, buena primera pregunta! Bienvenido al sitio!
Es casi seguro que usar agua es mucho más conveniente que tratar de hacer que una atmósfera de oxígeno/hidrogema sea remotamente estable.
U otra unión química con una de las partes que los reactores podrían volver a dividirse fácilmente, pero no tan fácilmente como para que ocurra de forma natural.
Handwavium es el material más poderoso del universo, pero creo que has logrado encontrar algo que ni siquiera él puede hacer. ¡Bravo!
Existe la preocupación de que el hidrógeno adicional en la atmósfera pueda estropear la capa de ozono.

Respuestas (2)

Tienen nubes de nanotecnología handwavium que ayudarían con la extinción de incendios.

Básicamente, ha eliminado el problema principal con la mezcla de oxígeno e hidrógeno, que tiene un resultado obvio de lo contrario.

Lo que queda entonces son preocupaciones secundarias:

¿Habrá suficiente?

Los océanos pesan alrededor de 200 veces más que la atmósfera de la Tierra, por lo que solo una pequeña porción de ellos tendría que convertirse para suministrar algún porcentaje de hidrógeno en el aire.

¿Desaparecerá el hidrógeno de otra forma que no sea quemándose?

En escalas de tiempo geológicas, la Tierra pierde hidrógeno e incluso algunos gases más pesados ​​al espacio. Pero esto no es un gran drenaje, y en un período de tiempo mucho más largo que el que le interesa.

¿El planeta sería al menos habitable si su tecnología dejara de mantenerlo?

Cuando los sistemas de supresión de incendios dejen de funcionar, las cosas esencialmente volverán al status quo, con el hidrógeno regresando al agua. Hay dos cosas a considerar para el cyborg aquí:

  • El porcentaje de hidrógeno no puede ser tan alto que elimine todo el oxígeno en caso de colapso; idealmente, el 90 % o más del oxígeno debería permanecer en el aire.
  • Los nanobots deberían fallar lentamente , dejando que el hidrógeno se filtre a medida que el agua forma la atmósfera durante un período prolongado de tiempo. Un solo destello causaría un daño significativo a toda la vida que no se encuentre bajo tierra.

Uno tiene que preguntarse cómo estos nanobots milagrosos son más fáciles de construir que las tuberías, estaciones de suministro y contenedores convencionales...

Por curiosidad, ¿el escenario de dos por ciento de hidrógeno reaccionaría inmediatamente sin un sistema de extinción de incendios?
@ Starsong67 tiene 500 millones de kilómetros cuadrados de área de reacción expuesta. Ruego que no haya una chispa en ninguna parte.
Las explosiones de hidrógeno/oxígeno de @ Starsong67 en una relación no estequiométrica van por el camino de la deflagración, así que sí, no podrá evitar que reaccionen si tiene la oportunidad. Sin embargo, la relación estequiométrica detona a unos 4 km/s.

No soy químico ni físico, no puedo calcular la velocidad de la reacción, pero lo que puedo decir es que mezclar oxígeno gaseoso e hidrógeno gaseoso no es la mejor idea.

Si hay alguna fuente de ignición, la reacción será localmente instantánea y a escala planetaria rápida. Dudo que cualquier sistema contra incendios sea lo suficientemente rápido para manejar esto antes de que se salga de control. En realidad, probablemente se salga de control en una fracción de segundo. Una vez iniciada, la reacción continuará ya que tiene todo lo que necesita (combustible, oxígeno y encendido).

La ignición inicial puede ser cualquier cosa altamente energética. Dado que desea que esto sea parte de la atmósfera de su planeta, en realidad tendrá que mantener una atmósfera más o menos similar en todas partes, lo que significa, por ejemplo, que si tiene una ignición en cualquier parte del planeta. Ahora, mientras tengas nubes, tendrás tormentas y relámpagos. Significa una fuente de ignición muy poderosa, que ocurre de manera muy regular. En la Tierra, hay una serie de tormentas que se ejecutan en paralelo todo el tiempo con muchos rayos que caen cada segundo durante todo el día. En pocas palabras, tan pronto como logre crear las condiciones que describe (lo que en sí mismo es inverosímil), una chispa (ekhem, relámpago) hará estallar todo, ya sea que tenga las nanonubes listas o no.

Para que te hagas una idea, echa un vistazo a este vídeo.

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