Nejjednodušším prvkem ve vesmíru je vodík. Ve formě plynu se vyskytuje jak ve hvězdách, tak na planetách a je také součástí různých chemických a organických sloučenin, jako je voda. The kapalný vodík může mít zajímavé aplikace v různých průmyslových odvětvích.
Proto se chystáme věnovat tento článek, abychom vám řekli vše, co potřebujete vědět o kapalném vodíku, jeho vlastnostech a způsobu jeho získávání.
Hojnost vodíku
Vodík představuje více než 70 % viditelné hmoty ve vesmíru, což z něj činí nejhojnější položku. Lze jej nalézt v centrech mladých hvězd, v atmosférách velkých plynných planet (jako je Jupiter a Venuše), jako stopy na zemském povrchu a jako součást tisíců organických a anorganických sloučenin v přírodě. V důsledku toho to mnohé biologické procesy vylučují.
Existuje několik izotopů vodíku (atomy stejného chemického prvku, ale s různým počtem neutronů):
- Protium (1H). Skládá se z protonů, v jádře nejsou žádné neutrony. Je to nejběžnější verze vodíku.
- deuterium (2H). Je těžší než běžný vodík a jeho jádro má jeden neutron a jeden proton.
- Tritium (3H). Má dva neutrony v jádře vedle protonu, díky čemuž je těžší.
Hlavní charakteristiky
Můžeme jej definovat podle hlavních charakteristik kapalného vodíku:
- Bod varu je nízký, které mohou způsobit omrzliny nebo podchlazení. Při vdechnutí může dokonce způsobit dýchací potíže a udušení.
- Kvůli teplotě kapalného vodíku může při kontaktu se vzdušnou vlhkostí vytvářet led, který může zablokovat ventily a otvory vašich zásobních nádrží.
- Neustále se odpařuje a produkuje vodík, který musí být vyčištěny a omezeny bezpečně zabránit jeho smíchání s kondenzovaným vzduchem v atmosféře, vznícení a detonaci.
- Vysoká hustota nasycených par může způsobit, že vytvořený mrak proudí vodorovně nebo klesá, pokud unikne kapalný vodík.
Stojí za zmínku, že existuje několik procesů výroby vodíku, které využívají různé suroviny a energii. Na základě těchto faktorů můžeme říci, že v určitém poměru Vyrábí se 100% obnovitelné procesy, 100% fosilní nebo smíšené. Kromě toho mohou být prováděny v centrálních zařízeních a malých jednotkách v blízkosti místa použití. Energii lze tedy získat i v těch nejodlehlejších oblastech.
Jak se skladuje kapalný vodík
Ekonomicky rentabilní kapalný vodík a dosažení jeho všeobecného využití spočívá v adekvátním skladování vodíku v souladu s existujícími potřebami pro jeho následnou přepravu a distribuci z místa výroby do místa spotřeby.
Je třeba poznamenat, že systémy a podmínky, ve kterých musí být vodík skladován, budou záviset na konečném použití. Tímto způsobem můžeme rozlišit:
- Stacionární systém skladování vodíku, vhodné pro průmyslové a domácí nebo distribuované aplikace pro výrobu energie. V tomto případě neexistují téměř žádná omezení z hlediska obsazené plochy, hmotnosti, objemu nebo použití pomocných systémů.
- Na druhé straně vodíkové skladovací systémy pro automobily poskytují minimum, aby bylo zajištěno, že vozidla mají dojezd podobný tradičním automobilům. Kromě toho existují požadavky na provozní a dynamické dodávky vodíku, které lze upravit v kombinaci s palivovými články ve všech typech vozidel.
Je třeba poznamenat, že sektor dopravy je jedním z nejdůležitějších sektorů světové spotřeby energie, zejména ve vyspělých zemích. To vedlo automobilový průmysl k tomu, aby se stal jednou z hlavních hnacích sil všech pokroků v oblasti palivových článků, vodíku a souvisejících technologií skladování.
Stejně tak, když mluvíme o různých formách skladování tohoto plynu, je nutné poukázat na potřebu maximalizace jeho bezpečnosti, protože je vysoce hořlavý, netoxický, bezbarvý, bez chuti a chuti. V tomto smyslu seznam úložných systémů zahrnuje možnosti ve fázi výzkumu, jako je uhlík (aktivní, grafit, lože molekulárního uhlíku, nanovlákna, fullereny...), sloučeniny (NH3), skleněné mikrokuličky a zeolity.
Na druhou stranu skladování při nízké teplotě v kapalné formě a skladování při nízké teplotě ve stlačeném plynu nebo hydridu kovu se ukázaly jako spolehlivé a lze je bezpečně používat.
Využití a aplikace kapalného vodíku
Díky technologii a různým studiím, které existují o kapalném vodíku, může být použit v různých průmyslových oblastech. Vždy je třeba brát v úvahu, že je využívána jako čistý a účinný zdroj energie, který neznečišťuje životní prostředí. Mezi nejzajímavější aplikace patří energetický průmysl, doprava, potravinářský průmysl, letecký průmysl a rafinérie. Půjdeme podrobněji o použití a aplikacích kapalného vodíku.
Jeho vysoká účinnost z něj dělá vynikající průmyslový chladicí plyn, zejména díky vynikajícímu přenosu tepla. Použití vodíku jako alternativního paliva zaručuje autonomii vozidla a zároveň snižuje znečišťující emise, čímž přispívá k ochraně životního prostředí.
Využití tohoto plynu má za cíl zlepšit kvalitu a bezpečnost potravin prostřednictvím vývoje inovativních technologií. Je to účinné palivo pro pohon raket a je také zdrojem energie pro udržení života a počítačových systémů ve vesmírném prostředí. Je to průmyslový základ pro přeměnu těžké ropy na rafinované palivo.
Používání vodíku jako paliva má několik pozitivních účinků na životní prostředí. Zdůrazňujeme to nejdůležitější:
- Je to čistá energie, jako zbytek zůstane pouze vodní pára. Proto je šetrnější k životnímu prostředí než fosilní paliva.
- Je nevyčerpatelná.
- Dá se použít na širokou škálu činností, od průmyslu po dopravu nebo domácnosti.
- Umožněte skladování a přepravu ve velkém měřítku.
- Je účinnější než elektřina. Například auto na vodík se plně nabije za 5 minut a má stejný dojezd jako spalovací auto.
Všechny tyto výhody dělají z vodíku účinný, čistý a bezpečný zdroj energie, který je třeba brát v úvahu v mnoha průmyslových oborech.
Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o kapalném vodíku.