Содержание
В природе водород существует в газообразном состоянии. При воздействии газы изменяют свою температуру и давление и отводят тепло и давление. Согласно веб-сайту Astronautix, водород сжижается при температуре 20,24 ° K, или -252,87 ° C. Они достигают такой низкой температуры, что потребляют большое количество энергии, но эффект Джоуля-Томсона ослабляет этот процесс. Этот эффект определяет поведение газов при изменении давления. Для большинства газов падение давления снижает температуру окружающей среды, но поведение меняется на противоположное, когда температура падает до определенной точки. Для водорода и гелия все наоборот - при чрезвычайно низких температурах повышение давления вызывает падение температуры газа.
Эффект Джоуля-Томсона
Регенеративное охлаждение
По данным НАСА, регенеративное охлаждение работает, позволяя сжатому газу расширяться. Производители охлаждающего водорода обычно используют этот процесс.Сначала они вводят охлажденный водород до определенной концентрации жидкого азота, что еще больше снижает его температуру. Когда газ расширяется, его окружающая среда теряет тепло и проходит через теплообменник. В случае жидкого водорода расширение происходит через клапан, который контактирует с жидким азотом. Затем давление водорода может быть увеличено, и процесс можно повторять до ожижения.
Хранение жидкого водорода
На веб-сайте HILTech поясняется, что водород в его естественном состоянии не может эффективно храниться из-за его чрезвычайно низкой плотности и летучести. Разжижение, химическое связывание или сжатие - это способы хранения, но у них есть свои недостатки. Сжижение требует огромного количества энергии, чтобы поддерживать низкую температуру, а сжатие требует высококачественной герметизации из-за небольшого размера молекул водорода. Химическая связь создает электромагнитную связь между молекулами водорода и другим элементом. Согласно HILTech соединения для улавливания водорода должны быть жидкостями или металлами. Эти материалы легче переносят электрический заряд, особенно при более низких температурах; поэтому они хорошо работают, обеспечивая возможность химических и электромагнитных соединений.
