L'element més simple de l'univers és l'hidrogen. Es pot trobar en forma de gas tant a les estrelles com a planetes i també forma part de diversos compostos químics i orgànics com ho és l'aigua. El hidrogen líquid pot tenir algunes aplicacions interessants a diferents sectors industrials.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te tot el que has de saber sobre hidrogen líquid, les seves característiques i com s'obté.
Abundància d'hidrogen
L'hidrogen representa més del 70% de la matèria visible de l'univers, cosa que el converteix en l'element més abundant. Es pot trobar als centres d'estrelles joves, a les atmosferes de grans planetes gasosos (com Júpiter i Venus), com a rastres a la superfície de la terra i com a part de milers de compostos orgànics i inorgànics a la natura. Com a resultat, molts processos biològics ho descarten.
Hi ha diversos isòtops d'hidrogen (àtoms del mateix element químic, però amb diferents nombres de neutrons):
- Proti (1H). Compost per protons, no hi ha neutrons al nucli. És la versió més comuna d'hidrogen.
- Deuteri (2H). És més pesat que l'hidrogen ordinari i el nucli té un neutró i un protó.
- Triti (3H). Té dos neutrons al nucli al costat del protó, cosa que el fa més pesat.
característiques principals
Podem definir-ho segons les principals característiques de l'hidrogen líquid:
- El punt d'ebullició és baix, cosa que pot provocar congelació o hipotèrmia. Fins i tot pot causar dificultats respiratòries i asfíxia si s'inhala.
- A causa de la temperatura de l'hidrogen líquid, pot formar gel quan entra en contacte amb la humitat de l'aire, cosa que pot bloquejar les vàlvules i obertures dels tancs d'emmagatzematge.
- S'evapora contínuament i produeix hidrogen, que ha de purgar-se i restringir-se de manera segura per evitar que es barregi amb l'aire condensat a l'atmosfera, s'encengui i detoni.
- L'alta densitat del vapor saturat pot fer que, si es produeix una fuita d'hidrogen líquid, el núvol format flueixi horitzontalment o descendeixi
Val la pena assenyalar que hi ha diversos processos de producció d'hidrogen que utilitzen diverses matèries primeres i energia. En base a aquests factors, podem dir que en certa proporció es produeixen processos 100% renovables, 100% fòssils o mixtos. A més, es poden fer en instal·lacions centrals i petites unitats properes al punt d'ús. Per tant, l'energia es pot obtenir fins i tot a les zones més remotes.
Com s'emmagatzema l'hidrogen líquid
Rendibilitzar econòmicament l'hidrogen líquid i aconseguir-ne l'ús generalitzat passa per l'emmagatzematge adequat d'hidrogen d'acord amb les necessitats existents per al transport i la distribució posterior des del punt de producció fins al punt de consum.
Cal tenir en compte que els sistemes i les condicions en què s'ha d'emmagatzemar l'hidrogen dependran de l'ús final. D'aquesta manera podem distingir:
- Sistema d'emmagatzematge d'hidrogen estacionari, apte per a aplicacions industrials i de generació d'energia distribuïda o domèstica. En aquest cas, gairebé no hi ha restriccions en termes dàrea ocupada, pes, volum o ús de sistemes auxiliars.
- D'altra banda, els sistemes d'emmagatzematge d'hidrogen dels automòbils proporcionen un mínim per garantir que els vehicles tinguin una autonomia semblant als automòbils tradicionals. A més, hi ha requisits operatius i dinàmiques de subministrament d'hidrogen, que es poden ajustar en combinació amb les piles de combustible a tot tipus de vehicles.
Cal assenyalar que el sector del transport és un dels sectors més importants en el consum energètic mundial, especialment als països desenvolupats. Això ha portat la indústria automotriu a convertir-se en una de les principals forces impulsores de tots els avenços a les piles de combustible, l'hidrogen i les seves tecnologies relacionades amb l'emmagatzematge.
Així mateix, en parlar de les diferents formes d'emmagatzematge d'aquest gas, cal assenyalar la necessitat de maximitzar-ne la seguretat, ja que és altament inflamable, atòxic, incolor, insípid i insípid. En aquest sentit, la llista de sistemes d'emmagatzematge inclou possibilitats a l'etapa de recerca, com el carboni (actiu, grafit, llits de carboni molecular, nanofibres, fullerens…), compostos (NH3), microesferes de vidre i zeolites.
D'altra banda, l'emmagatzematge a baixa temperatura en forma líquida i l'emmagatzematge a baixa temperatura en gas pressuritzat o hidrur metàl·lic han demostrat ser fiables i es poden utilitzar en condicions segures.
Usos i aplicacions de l'hidrogen líquid
A causa de la tecnologia ia diferents estudis que hi ha sobre l'hidrogen líquid, es pot aplicar a diferents àmbits industrials. Sempre cal tenir en compte que ser utilitzada com una font denergia neta i eficaç que no contamina el medi ambient. Entre les aplicacions més interessants es destinen a la indústria energètica, de transports, indústria alimentària, indústria aeroespacial i la refineria. Anem a entrar més detalladament sobre els usos i aplicacions de l'hidrogen líquid.
La seva alta eficiència el converteix en un excel·lent gas de refredament industrial, especialment a causa del seu excel·lent rendiment de transferència de calor. L'ús d'hidrogen com a combustible alternatiu és garantia d'autonomia del vehicle, alhora que redueix les emissions contaminants i contribueix així a la protecció del medi ambient.
L'ús d'aquest gas té com a objectiu millorar la qualitat i la seguretat dels aliments mitjançant el desenvolupament de tecnologies innovadores. És un combustible eficaç per propulsar coets i també és una font d'energia per mantenir la vida i els sistemes informàtics a l'entorn espacial. És l'element bàsic de la indústria per convertir el cru feixuc en combustible refinat.
L'ús d'hidrogen com a combustible té diversos efectes positius sobre el medi ambient. Destaquem els més importants:
- És una energia neta, deixant només vapor d'aigua com a residu. Per tant, és més respectuós amb el medi ambient que els combustibles fòssils.
- És inesgotable.
- Es pot aplicar a una àmplia gamma d'activitats, des de la indústria fins al transport o les llars.
- Permetre lemmagatzematge i el transport a gran escala.
- És més eficient que lelectricitat. Per exemple, un automòbil de combustible d'hidrogen es carrega completament en 5 minuts i té la mateixa autonomia que un automòbil de combustió.
Tots aquests avantatges fan de l'hidrogen una font d'energia eficient, neta i segura, que cal considerar en molts camps industrials.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre hidrogen líquid.