İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Sıvı Hidrojen Kullanımları
- Gazın Sıvıya Dönüşü
- Kritik Basınca Gelmek
- İşleri Serinletmek
Hidrojen, evrendeki en bol bulunan elementtir. Bir proton ve bir elektrondan oluşan, insanlığın bildiği en hafif elementtir - ve Dünya üzerindeki bolluğu ile birlikte enerji taşıma kabiliyeti nedeniyle, hidrojen daha temiz ve daha verimli bir güç kaynağının anahtarı olabilir. Bununla birlikte, kullanım için hidrojenin depolanması görevi söz konusu olduğunda, temizlenmesi gereken bir engel vardır: Hidrojen varsayılan olarak bir gaz olarak bulunur, ancak bir sıvı olarak depolandığında en faydalıdır. Ne yazık ki, sıvılaştırma hidrojen buharı sıvı suya dönüştürmek kadar kolay değildir. Sıvı hidrojen oluşturmak için çok daha fazla çalışma gerekir - ancak bunu yapma yöntemleri yaklaşık 150 yıldır var olmuştur ve bilim insanları her zaman daha kolay hale getirmektedir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Hidrojen esas olarak büyük miktarda elementin bir kerede depolanması için sıvılaştırılırken, sıvı hidrojen kriyojenik soğutucu olarak, gelişmiş yakıt hücrelerinin bir bileşeni olarak ve uzay mekiği motorlarına güç vermek için kullanılan yakıtın kritik bir bileşeni olarak kullanılır. Hidrojeni sıvılaştırmak için kritik basınca 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, çeşitli uygulamalar için sıvı hidrojen kullanılır. En ünlüsü, NASA ve diğer uzay acenteleri, büyük roketlere güç vermek için sıvı hidrojen ve oksijen ve flor gibi diğer gazların bir kombinasyonunu kullanır - ve Dünya atmosferinin dışında, sıvı formda depolanan hidrojen, uzay araçlarını hareket ettirmek için itici olarak kullanılır. Dünyada sıvı hidrojen, kriyojenik bir soğutucu olarak ve bir gün arabalara, evlere ve fabrikalara güç verebilecek ileri yakıt hücrelerinin bir bileşeni olarak yaygın bir kullanım alanı bulmuştur.
Gazın Sıvıya Dönüşü
Tüm elementler doğal sıcaklık aralığında, atmosferik basınçta ve Dünya'nın yerçekimi altında aynı şekilde davranmaz. Su, bu koşullar altında katı, sıvı ve gaz halleri arasında kayabilmesi bakımından benzersizdir, ancak demir, varsayılan olarak katıdır, oysa hidrojen, normalde gazdır. Elementler erime noktasına ve sonra kaynama noktasına ulaşana kadar ısı uygulayarak katılar sıvılara ve son olarak da gazlara dönüşebilirler ve gazlar tersine çalışır: Temel bileşimden bağımsız olarak, bir gaz soğutularak sıvılaştırılabilir; donma noktasında yoğuşma ve katı. Hidrojenin kullanım için etkili bir şekilde depolanması ve taşınması için, gaz halindeki element ilk önce bir sıvıya dönüştürülmelidir, ancak varsayılan olarak Dünya üzerinde bulunan hidrojen gibi elementler, yalnızca sıvı haline gelmek için soğutulamaz. Sıvı elementlerin olabileceği koşulları oluşturmak için önce bu gazların basınçlandırılması gerekir.
Kritik Basınca Gelmek
Hidrojenlerin kaynama noktası inanılmaz düşük - 21 derecenin hemen altında Kelvin (kabaca -421 derece Fahrenheit), sıvı hidrojen bir gaza dönüşecek. Ve saf hidrojen inanılmaz derecede yanıcı olduğundan, güvenli olması için hidrojeni sıvılaştırmanın ilk adımı kritik basıncına getirmektir - hidrojen kritik sıcaklıkta olsa bile (basıncın tek başına gazı döndüremediği sıcaklık) bir sıvının içine), sıvılaşmaya zorlanacaktır. Hidrojen, 13 bar basıncına veya Dünya standart atmosferik basıncının yaklaşık 13 katı basıncına getirmek için bir seri kondansatör, gaz kelebeği valfı ve kompresörden geçirilir. Bu meydana gelirken, hidrojen sıvı halde tutmak için soğutulur.
İşleri Serinletmek
Hidrojen, bir sıvı halini korumak için her zaman basınçlı hale getirilmekle birlikte, bir sıvının muhafaza edilmesi için soğutulması işlemi farklı olabilir. Küçük, özel soğutma üniteleri, basınçlandırma işlemiyle birlikte çalışan güçlü ısı eşanjörleri gibi kullanılabilir. Ne olursa olsun, hidrojen gazı bir sıvı haline gelmek için en az 33 derece Kelvin (hidrojen kritik sıcaklık) altına getirilmelidir. Sıvı hidrojenin bu formda kalmasını sağlamak için bu sıcaklıklar her zaman korunmalıdır; 21 derece Kelvin'in altındaki sıcaklıklarda, hidrojen kaynama noktasına ulaşırsınız ve sıvı element gaz haline dönmeye başlar. Bu sıcaklık ve basınç bakımı şu anda sıvı hidrojeni depolamayı, taşımayı ve kullanmayı yapan şeydir.