Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Течна употреба водоника
- Претварање гаса у течност
- Долазимо до критичног притиска
- Одржавање ствари цоол
Водоник је најзаступљенији елемент у свемиру. Састојан од једног протона и једног електрона, то је најлакши елемент који човечанство познаје - а захваљујући својој способности да носи енергију заједно са својим обиљем на Земљи, водоник може бити кључ за чистије, ефикасније снабдевање енергијом. Међутим, када је у питању задатак складиштења водоника за употребу, постоји препрека за очишћење: Водоник по дефаулту постоји као гас, али је најкориснији када се складишти као течност. Нажалост, укапљивање водоника није лако као претварање паре у течну воду. Потребно је много више рада да би се створио течни водоник - али методе за то постоје скоро 150 година, а научници то олакшавају стално.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Док се водоник укапљује првенствено да би одложио велике количине елемента одједном, течни водоник се користи као криогена расхладна течност, као компонента напредних горивних ћелија и као критична компонента горива које се користи за покретање мотора свемирских шатлова. Да би се утекочио водоник, мора се довести до његовог критичног притиска, а затим охладити на температуре испод 33 степена Келвина.
Течна употреба водоника
Док научници још увек истражују начине како претворити водоник у користан извор енергије велике величине, течни водоник се користи за разне примене. Најпознатије је да НАСА и друге свемирске агенције користе комбинацију течног водоника и других гасова попут кисеоника и флуора за напајање великих ракета - а ван Земљине атмосфере водоник складиштен у течном облику користи се као погонско гориво за померање свемирских возила. На земљи је течни водоник такође нашао широку употребу као криогена расхладна течност и као компонента напредних горивних ћелија које једног дана могу напајати аутомобиле, куће и фабрике.
Претварање гаса у течност
Нису сви елементи исти у природном температурном опсегу, атмосферском притиску и гравитацији Земље. Вода је јединствена по томе што се под тим условима може кретати између чврстог, течног и гасовитог стања, али је гвожђе подразумевано чврсто - док је водоник нормално гас. Чврсти састојци се могу претворити у течности и на крају гасове применом топлоте док елемент не досегне талиште, а затим тачку кључања, а гасови делују обрнуто: Без обзира на елементарни састав, гас се може укапкати хлађењем, претварањем у течност у тачки кондензација и чврста материја на месту смрзавања. Да би се ефикасно складиштили и транспортовали водоник за употребу, гасовити елемент се прво мора претворити у течност, али елементи попут водоника који на земљи постоје као гасови по дефаулту не могу се једноставно охладити да би их претворили у течности. Ови гасови се морају прво под притиском створити услове где течни елемент може постојати.
Долазимо до критичног притиска
Тачка кључања водоника је невероватно ниска - на мало испод 21 степен Келвина (отприлике -421 степен Фаренхајта) течни водоник ће се претворити у гас. А пошто је чисти водоник невероватно запаљив, за сигурне потребе први корак утекоћења водоника је довођење његовог критичног притиска - тачке у којој је чак и ако је водоник на критичној температури (температура при којој само притисак не може да претвори гас у течност), биће принуђена да се укапљује. Водоник се испумпава кроз низ кондензатора, вентила за гас и компресоре да би га довео до притиска од 13 бара, или отприлике 13 пута више од стандардног атмосферског притиска Земље. Док се то догоди, водоник се хлади да би одржао у свом течном облику.
Одржавање ствари цоол
Иако водоник увек мора бити под притиском да би се одржало течно стање, процес његовог хлађења да би могао да остане течан може да се разликује. Могу се користити мале, специјализоване јединице за хлађење, као и моћни измењивачи топлоте који раде упоредо са процесом притиска. Без обзира на то, гас водоника мора да се поднесе под најмање 33 степена Келвина (критична температура водоника) да би постао течност. Те температуре морају се одржавати у сваком тренутку како би се осигурало да течни водоник остане у том облику; на температурама нешто испод 21 степен Келвина, достижете тачку кључања водоника и течни елемент ће се почети враћати у гасовито стање. Ово одржавање температуре и притиска чини тренутно складиштење, транспорт и употребу течног водоника толико скупим.