Zawartość
Wodór występuje naturalnie w stanie gazowym. Gazy zmieniają swoją temperaturę i ciśnienie po zastosowaniu oraz usuwają ciepło i ciśnienie. Według strony internetowej Astronautix, wodór skrapla się w temperaturze 20,24 ° K, czyli -252,87 ° C. Osiągają temperaturę tak niską, że pochłaniają dużą ilość energii, ale efekt Joule-Thomsona osłabia ten proces. Efekt ten dyktuje zachowanie gazów, gdy ulegają zmianie ciśnienia. W przypadku większości gazów spadek ciśnienia obniża temperaturę otoczenia, ale zachowanie odwraca się, gdy temperatura spada do określonego punktu. W przypadku wodoru i helu jest odwrotnie - w skrajnie niskich temperaturach wzrost ciśnienia powoduje spadek temperatury gazu.
Efekt Joule'a-Thomsona
Chłodzenie regeneracyjne
Według NASA chłodzenie regeneracyjne działa poprzez umożliwienie rozszerzania się sprężonego gazu. Producenci wodoru do chłodzenia zwykle stosują ten proces.Najpierw wprowadzają schłodzony wodór do określonego stężenia ciekłego azotu, co jeszcze bardziej obniża jego temperaturę. Kiedy gaz rozszerza się, jego otoczenie traci ciepło i przechodzi przez wymiennik ciepła. W przypadku ciekłego wodoru rozszerzenie następuje przez zawór, który styka się z ciekłym azotem. Wodór można następnie ponownie zwiększyć ciśnienie i proces można powtarzać aż do upłynnienia.
Przechowywanie ciekłego wodoru
Witryna HILTech wyjaśnia, że wodór w stanie naturalnym nie może być skutecznie magazynowany ze względu na jego wyjątkowo niską gęstość i lotność. Upłynnianie, wiązanie chemiczne lub kompresja to sposoby przechowywania, ale mają one swoje wady. Skraplanie wymaga ogromnej ilości energii, aby utrzymać niską temperaturę, a kompresja wymaga wysokiej jakości uszczelnienia, ze względu na mały rozmiar cząsteczek wodoru. Wiązanie chemiczne tworzy wiązanie elektromagnetyczne między cząsteczkami wodoru i innym pierwiastkiem. Według HILTech związki wychwytujące wodór muszą być cieczami lub metalami. Materiały te łatwiej przenoszą ładunki elektryczne, zwłaszcza w niższych temperaturach; dlatego dobrze sprawdzają się, aby umożliwić połączenia chemiczne i elektromagnetyczne.
