Hidrojen evrende en bol bulunan elementtir. Bir proton ve bir elektrondan oluşan insanoğlunun bildiği en hafif elementtir ve Dünyadaki bolluğuyla birlikte enerji taşıyan hidrojen, daha temiz, daha verimli bir gücün anahtarı olabilir arz. Bununla birlikte, kullanım için hidrojen depolama görevi söz konusu olduğunda, çözülmesi gereken bir engel vardır: Hidrojen, varsayılan olarak bir gaz olarak bulunur, ancak en çok sıvı olarak depolandığında faydalıdır. Ne yazık ki, hidrojeni sıvılaştırmak, buharı sıvı suya dönüştürmek kadar kolay değildir. Sıvı hidrojen oluşturmak için çok daha fazla çalışma gerekiyor - ancak bunu yapmak için yöntemler yaklaşık 150 yıldır var ve bilim adamları bunu her zaman kolaylaştırıyor.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Hidrojen esas olarak elementin büyük miktarlarını bir kerede depolamak için sıvılaştırılırken, sıvı hidrojen kriyojenik olarak kullanılır. Soğutma sıvısı, gelişmiş yakıt hücrelerinin bir bileşeni olarak ve uzay motorlarına güç sağlamak için kullanılan yakıtın kritik bir bileşeni olarak mekikler. Hidrojeni sıvılaştırmak için kritik basıncına getirilmeli ve daha sonra 33 derece Kelvin'in altındaki sıcaklıklara soğutulmalıdır.
Sıvı Hidrojen Kullanımları
Bilim adamları hala hidrojeni kullanışlı, büyük ölçekli bir güç kaynağına dönüştürmenin yollarını araştırırken, sıvı hidrojen çeşitli uygulamalar için kullanılıyor. En ünlüsü, NASA ve diğer uzay ajansları, sıvı hidrojen ve oksijen ve flor gibi diğer gazların bir kombinasyonunu kullanır. büyük roketlere güç sağlar - ve Dünya atmosferinin dışında, sıvı halde depolanan hidrojen, uzayı hareket ettirmek için bir itici gaz olarak kullanılır Araçlar. Dünya'da sıvı hidrojen ayrıca kriyojenik bir soğutucu olarak ve bir gün arabalara, evlere ve fabrikalara güç sağlayabilecek gelişmiş yakıt hücrelerinin bir bileşeni olarak yaygın bir kullanım bulmuştur.
Gazı Sıvıya Dönüştürmek
Doğal sıcaklık aralığı, atmosfer basıncı ve Dünya'nın yerçekimi altında tüm elementler aynı şekilde davranmaz. Su, bu koşullar altında katı, sıvı ve gaz halleri arasında geçiş yapabilmesi bakımından benzersizdir, ancak demir varsayılan olarak katıdır - hidrojen ise normalde gazdır. Katılar, element erime noktasına ve ardından kaynama noktasına ulaşana kadar ısı uygulanarak sıvılara ve son olarak gazlara dönüştürülebilir ve gazlar tersine çalışır: Element bileşiminden bağımsız olarak, bir gaz soğutularak sıvılaştırılabilir, yoğuşma noktasında sıvıya, noktasında katıya dönüşebilir. dondurucu. Hidrojeni kullanım için etkin bir şekilde depolamak ve taşımak için, gaz halindeki element önce bir sıvıya dönüştürülmelidir, ancak Dünya'da varsayılan olarak gaz olarak bulunan hidrojen gibi elementler, onları gaza dönüştürmek için soğutulamaz. sıvılar. Sıvı elementin var olabileceği koşulları yaratmak için önce bu gazların basınçlandırılması gerekir.
Kritik Basınca Gelmek
Hidrojenin kaynama noktası inanılmaz derecede düşüktür - 21 derece Kelvin'in (kabaca -421 derece Fahrenheit) hemen altında, sıvı hidrojen bir gaza dönüşecektir. Ve saf hidrojen inanılmaz derecede yanıcı olduğundan, güvenlik açısından hidrojeni sıvılaştırmanın ilk adımı onu kritik basıncına getirmektir. hidrojen kritik sıcaklığında olsa bile (basıncın tek başına bir gazı sıvıya dönüştüremediği sıcaklık), sıvılaştırmak. Hidrojen, bir dizi kondansatörden, gaz kelebeği valflerinden ve kompresörlerden pompalanarak onu 13 bar'lık basıncına veya Dünya'nın standart atmosfer basıncının kabaca 13 katına çıkarır. Bu gerçekleşirken, hidrojen sıvı halde kalması için soğutulur.
İşleri Serin Tutmak
Hidrojenin sıvı halini korumak için her zaman basınç altında tutulması gerekirken, sıvı halde kalması için onu soğutma işlemi farklı olabilir. Küçük, özel soğutma üniteleri ve basınçlandırma sürecinin yanında çalışan güçlü ısı eşanjörleri kullanılabilir. Ne olursa olsun, hidrojen gazının sıvı hale gelmesi için en az 33 derece Kelvin'in (hidrojenin kritik sıcaklığı) altına getirilmesi gerekir. Sıvı hidrojenin bu formda kalmasını sağlamak için bu sıcaklıklar her zaman korunmalıdır; 21 derece Kelvin'in hemen altındaki sıcaklıklarda hidrojen kaynama noktasına ulaşırsınız ve sıvı element gaz haline geri dönmeye başlar. Bu sıcaklık ve basınç bakımı, sıvı hidrojenin depolanmasını, taşınmasını ve kullanılmasını şu anda bu kadar pahalı yapan şeydir.
