Anche l'idrogeno è il più semplice degli elementi--- e il più abbondante. Il nostro universo è di circa 73% idrogeno, con un ulteriore 25% Elio e tutti gli altri elementi rimanenti che costituiscono solo il 2 per cento. L'idrogeno nell'universo di oggi, poi, è stato costituito nel big bang. Qui sulla terra, l'idrogeno è presente in composti come l'acqua; possiamo "produrre" idrogeno separandole da questi composti attraverso reazioni chimiche.
Big Bang e nucleosintesi
Nell'universo primordiale, meno di un secondo dopo il big bang, l'interconversione tra protoni e neutroni ha mantenuto un rapporto stabile di neutrone a protone. Protoni potrebbero diventare neutroni attraverso la cattura elettronica, mentre neutroni potrebbero decadere per diventare protoni. Dopo il primo secondo, tuttavia, decadimento del neutrone ha cominciato a predominare, e il numero di protoni è venuto rapidamente a superare il numero di neutroni. Un atomo di idrogeno è solo un protone con un elettrone, anche se un altro isotopo chiamato deuterio contiene un neutrone nel nucleo oltre il protone. Nuclei di deuterio ha cominciato a formare poco dopo il Big Bang come bene--- ed è in realtà deuterio formazione che ha impedito a tutti i neutroni di decadere completamente, nel qual caso il nostro universo sarebbe solo puro idrogeno. Come è, tuttavia, le reazioni di fusione nucleare nelle stelle trasformano idrogeno ed elio in elementi più pesanti come quelli che si trovano sulla terra.
Elettrolisi dell'acqua
Sulla terra, idrogeno si trova in genere come parte di composti come l'acqua. Per produrre idrogeno gassoso, dobbiamo separare idrogeno dai suoi partner in questi composti attraverso reazioni chimiche. Un tale processo è l'elettrolisi. Sappiamo che la combinazione di idrogeno e ossigeno per rendere l'acqua rilascia energia---Ecco perché si ottiene calore quando si brucia idrogeno. Di conseguenza, sappiamo che abbiamo bisogno di almeno tanta energia come avremmo avuto dalla reazione di andata (idrogeno + ossigeno = acqua) per realizzare la reazione inversa. Nell'elettrolisi, una corrente elettrica fluisce attraverso l'acqua tra due elettrodi immersi nella soluzione. Questa corrente fornisce l'energia necessaria a sputare le molecole di acqua e ottenere idrogeno e ossigeno.
Reazione di reforming
Elettrolisi dell'acqua sono abbastanza intensità energetica, così la maggior parte idrogeno utilizzato nell'industria è prodotto da un combustibile fossile invece chiamato metano o gas naturale. Una combinazione di metano e vapore reagisce in presenza di un catalizzatore di nichel per rendere sia idrogeno e monossido di carbonio, una miscela chiamata gas di sintesi. Gas di sintesi a sua volta può essere utilizzato per preparare più idrogeno e CO2 attraverso un passaggio chiamato la reazione di shift. Più commerciale idrogeno è prodotto attraverso questo processo.
Altre reazioni
Agenti riducenti forti---sostanze che rinuncia facilmente elettroni---può ridurre l'idrogeno in acqua per produrre idrogeno gassoso. Se potassio metallico è caduto in acqua, ad esempio, una violenta reazione segue, producendo idrogeno e idrossido di potassio. Nei laboratori, aggiungendo zinco all'acido cloridrico è un modo efficace per produrre le piccole quantità di idrogeno per uso negli esperimenti. Idrogeno può anche formare il cosiddetti idruri di metalli come rame idruro; Questi solidi in polvere contengono idrogeno che si liberano quando viene aggiunto acido, quindi sono mezzi possibili per produrre grandi quantità di idrogeno.