Tartalom
A hidrogén természetesen gáznemű állapotban létezik. A gázok megváltoztatják hőmérsékletüket és nyomásukat, és eltávolítják a hőt és a nyomást. Az Astronautix honlapja szerint a hidrogén 20,24 ° K-on, vagy -252,87 ° C-on cseppfolyósodik. Olyan alacsony hőmérsékletet érnek el, hogy nagy mennyiségű energiát fogyasztanak, de a Joule-Thomson-effektus gyengíti a folyamatot. Ez a hatás diktálja a gázok viselkedését, amikor nyomásváltozáson mennek keresztül. A legtöbb gáz esetében a nyomásesés csökkenti a környezeti hőmérsékletet, de a viselkedés megfordul, ha a hőmérséklet egy bizonyos pontra csökken. A hidrogén és a hélium esetében ez az ellenkezője - rendkívül alacsony hőmérsékleten a nyomás növekedése a gáz hőmérsékletének csökkenését okozza.
A Joule-Thomson-effektus
Regeneratív hűtés
A NASA szerint a regeneratív hűtés úgy működik, hogy lehetővé teszi egy sűrített gáz tágulását. A hűtőfolyadék hidrogéngyártói általában ezt a folyamatot használják.Először bevezetik a lehűtött hidrogént egy bizonyos koncentrációjú folyékony nitrogénbe, amely még jobban csökkenti annak hőmérsékletét. Amikor a gáz kitágul, környezete elveszíti a hőt, és áthalad egy hőcserélőn. Folyékony hidrogén esetében a tágulás szelepen keresztül történik, amely érintkezésben van folyékony nitrogénnel. Ezután a hidrogént nyomás alá lehet helyezni, és a folyamat megismételhető a cseppfolyósodásig.
Folyékony hidrogén tárolása
A HILTech webhely elmagyarázza, hogy a hidrogént természetes állapotában nem lehet hatékonyan tárolni, rendkívül alacsony sűrűsége és illékonysága miatt. A cseppfolyósítás, a kémiai kötés vagy a tömörítés a tárolás egyik módja, de vannak hátrányai. A cseppfolyósítás óriási energiát igényel a hőmérséklet alacsony szinten tartásához, a tömörítéshez pedig a hidrogénmolekulák kis mérete miatt kiváló minőségű lezárásra van szükség. A kémiai kötés elektromágneses kötést hoz létre a hidrogén molekulái és egy másik elem között. A HILTech szerint a hidrogénfogó vegyületeknek folyadékoknak vagy fémeknek kell lenniük. Ezek az anyagok könnyebben hordozzák az elektromos töltést, különösen alacsonyabb hőmérsékleten; ezért jól működnek a kémiai és elektromágneses kapcsolatok lehetővé tételében.
