Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe waterstof tot een vloeistof kan worden gemaakt?

Waterstof kan tot een vloeistof worden gemaakt door een proces dat liquefactie wordt genoemd . Hier is hoe het werkt:

1. Koeling: Waterstofgas moet worden gekoeld tot extreem lage temperaturen. Dit komt omdat waterstof een zeer laag kookpunt heeft (-252,87 ° C of -423.17 ° F).

2. Compressie: Het gas wordt gecomprimeerd om zijn dichtheid te vergroten. Dit helpt om de vereiste koeltemperatuur te bereiken.

3. Uitbreiding: Het gecomprimeerde gas mag dan snel door een mondstuk uitzetten. Deze uitbreiding zorgt ervoor dat het gas verder afkoelt.

4. Herhaling: Deze cyclus van compressie, koeling en uitbreiding wordt meerdere keren herhaald. Elke herhaling brengt de waterstof dichter bij zijn vloeibaarheidspunt.

5. Condensatie: Uiteindelijk wordt het waterstofgas zo koud en dicht dat het condenseert in een vloeistof.

Soorten liquefactietechnieken:

* Claude -cyclus: Dit is een veel voorkomende methode die een combinatie van compressie, koeling en expansie gebruikt om vloeibaarmaking te bereiken.

* linde cyclus: Vergelijkbaar met de Claude -cyclus, omvat deze methode compressie, koeling en uitbreiding.

* Hampson -cyclus: Deze methode gebruikt alleen compressie en uitbreiding zonder een externe koelbron.

Uitdagingen van vloeibaarmakend waterstof:

* Laag kookpunt: Zoals eerder vermeld, maakt het extreem lage kookpunt van Hydrogen het een uitdaging om vloeibaar te worden.

* Energie -intensief: Liquefactie vereist aanzienlijke energie -input.

* opslag en transport: Vloeibare waterstof is zeer vluchtig en vereist gespecialiseerde opslag- en transportsystemen om lekken en explosies te voorkomen.

Toepassingen van vloeibare waterstof:

* raketbrandstof: Vloeibare waterstof wordt gebruikt als brandstof in raketten, vooral bij het verkennen van de ruimte.

* Energieopslag: Vloeibare waterstof kan worden gebruikt om energie -efficiënt op te slaan.

* Industriële processen: Vloeibare waterstof wordt gebruikt in verschillende industriële processen, waaronder de productie van ammoniak en methanol.

Conclusie:

Liquefying waterstof is een complex en energie-intensief proces, maar het is cruciaal voor verschillende toepassingen. De technologie evolueert continu om liquefactie efficiënter en kosteneffectiever te maken.