Како течни водоник

Водоник је најраспрострањенији елемент у свемиру. Састоји се од једног протона и једног електрона, то је најлакши елемент познат човечанству - и због своје способности да носећи енергију заједно са обиљем на Земљи, водоник може бити кључ за чистију и ефикаснију енергију снабдевање. Међутим, када је у питању задатак складиштења водоника за употребу, постоји препрека коју треба уклонити: Водоник подразумевано постоји као гас, али је најкориснији када се чува у течности. Нажалост, течни водоник није тако лак као претварање паре у течну воду. За стварање течног водоника потребно је много више рада, али методе за то постоје готово 150 година, а научници то све време чине лакшим.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Док се водоник течно првенствено складишти за велике количине елемента одједном, течни водоник се користи као криогени расхладно средство, као компонента напредних горивних ћелија и као критична компонента горива која се користи за погон свемирских мотора шатлови. Да би течни водоник постао течни, мора се довести до критичног притиска, а затим охладити на температуре испод 33 степени Келвина.

Док научници још увек истражују начине како водоник претворити у користан извор енергије великог обима, течни водоник се користи за разне примене. Најпознатије, НАСА и друге свемирске агенције користе комбинацију течног водоника и других гасова попут кисеоника и флуора напаја велике ракете - а ван Земљине атмосфере водоник ускладиштен у течном облику користи се као погонско гориво за померање свемира возила. На Земљи је течни водоник такође нашао широку употребу као криогена расхладна течност и као компонента напредних горивних ћелија које ће једног дана можда покретати аутомобиле, домове и фабрике.

Не понашају се сви елементи подједнако у природном температурном опсегу, атмосферском притиску и гравитацији Земље. Вода је јединствена по томе што се у овим условима може пребацивати између свог чврстог, течног и гасовитог стања, али гвожђе је подразумевано чврсто - док је водоник обично гас. Чврсте материје се могу претворити у течности и на крају гасове применом топлоте док елемент не достигне тачку топљења, а затим кључања, а гасови раде обрнуто: Без обзира на елементарни састав, гас се може течно хладити, претварајући се у течност у тачки кондензације и чврст у тачки смрзавање. Да би се ефикасно складиштио и превозио водоник за употребу, гасовити елемент се прво мора претворити у течност, али елементи попут водоника који постоје на Земљи као гасови подразумевано не могу само да се охладе да би се претворили у њих течности. Ови гасови морају прво да буду под притиском да би се створили услови у којима течни елемент може да постоји.

Тачка кључања водоника је невероватно ниска - на нешто мање од 21 степени Келвина (отприлике -421 степени Фахренхеита), течни водоник ће се претворити у гас. А пошто је чисти водоник невероватно запаљив, из безбедносних разлога први корак до течног водоника је довођење до његовог критичног притиска - поента на којој ће, чак и ако је водоник критичне температуре (температуре на којој сам притисак не може претворити гас у течност), бити приморан да течни. Водоник се пумпа кроз низ кондензатора, пригушних вентила и компресора да би се довео до притиска од 13 бара или приближно 13 пута више од стандардног атмосферског притиска Земље. Док се то дешава, водоник се хлади да би остао у течном облику.

Иако водоник мора увек бити под притиском да би одржао течно стање, поступак хлађења да би се одржао у течности може се разликовати. Могу се користити мале, специјализоване расхладне јединице, као и моћни измењивачи топлоте који раде заједно са процесом под притиском. Без обзира на то, гас водоник мора бити подведен под најмање 33 степена Келвина (критична температура водоника) да би постао течност. Ове температуре се морају одржавати у сваком тренутку како би се осигурало да течни водоник остане у том облику; на температурама нешто испод 21 степени Келвина, достигнете тачку кључања водоника и течни елемент ће почети да се враћа у своје гасовито стање. Ово одржавање температуре и притиска је оно што тренутно чини складиштење, транспорт и употребу течног водоника толико скупим.