Το απλούστερο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν είναι το υδρογόνο. Μπορεί να βρεθεί με τη μορφή αερίου τόσο σε αστέρια όσο και σε πλανήτες και είναι επίσης μέρος διαφόρων χημικών και οργανικών ενώσεων όπως το νερό. ο υγρό υδρογόνο μπορεί να έχει κάποιες ενδιαφέρουσες εφαρμογές σε διαφορετικούς βιομηχανικούς τομείς.
Επομένως, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το υγρό υδρογόνο, τα χαρακτηριστικά του και τον τρόπο λήψης του.
Αφθονία υδρογόνου
Υδρογόνο αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 70% της ορατής ύλης στο σύμπαν, που το καθιστά το πιο άφθονο αντικείμενο. Μπορεί να βρεθεί στα κέντρα νεαρών αστεριών, στις ατμόσφαιρες μεγάλων αέριων πλανητών (όπως ο Δίας και η Αφροδίτη), ως ίχνη στην επιφάνεια της γης και ως μέρος χιλιάδων οργανικών και ανόργανων ενώσεων στη φύση. Ως αποτέλεσμα, πολλές βιολογικές διεργασίες το αποκλείουν.
Υπάρχουν πολλά ισότοπα υδρογόνου (άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου, αλλά με διαφορετικό αριθμό νετρονίων):
- Protium (1H). Αποτελούμενο από πρωτόνια, δεν υπάρχουν νετρόνια στον πυρήνα. Είναι η πιο κοινή εκδοχή υδρογόνου.
- Δευτέριο (2Η). Είναι βαρύτερο από το συνηθισμένο υδρογόνο και ο πυρήνας του έχει ένα νετρόνιο και ένα πρωτόνιο.
- Τρίτιο (3Η). Έχει δύο νετρόνια στον πυρήνα δίπλα στο πρωτόνιο, γεγονός που τον κάνει βαρύτερο.
Κύρια χαρακτηριστικά
Μπορούμε να το ορίσουμε σύμφωνα με τα κύρια χαρακτηριστικά του υγρού υδρογόνου:
- Το σημείο βρασμού είναι χαμηλό, που μπορεί να προκαλέσει κρυοπαγήματα ή υποθερμία. Μπορεί ακόμη και να προκαλέσει δυσκολία στην αναπνοή και ασφυξία εάν εισπνευστεί.
- Λόγω της θερμοκρασίας του υγρού υδρογόνου, μπορεί να σχηματίσει πάγο όταν έρθει σε επαφή με την υγρασία του αέρα, η οποία μπορεί να μπλοκάρει τις βαλβίδες και τα ανοίγματα των δεξαμενών αποθήκευσης.
- Εξατμίζεται συνεχώς και παράγει υδρογόνο, το οποίο πρέπει να εκκαθαριστεί και να περιοριστεί με ασφάλεια για να αποτρέψετε την ανάμιξή του με τον συμπυκνωμένο αέρα στην ατμόσφαιρα, την ανάφλεξη και την έκρηξη.
- Η υψηλή πυκνότητα των κορεσμένων ατμών μπορεί να προκαλέσει το σχηματιζόμενο σύννεφο να ρέει οριζόντια ή να κατέβει εάν διαφύγει υγρό υδρογόνο.
Αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν αρκετές διαδικασίες παραγωγής υδρογόνου που χρησιμοποιούν διάφορες πρώτες ύλες και ενέργεια. Με βάση αυτούς τους παράγοντες, μπορούμε να πούμε ότι σε μια ορισμένη αναλογία Παράγονται 100% ανανεώσιμες διαδικασίες, 100% απολιθωμένο ή μικτό. Επιπλέον, μπορούν να πραγματοποιηθούν σε κεντρικές εγκαταστάσεις και μικρές μονάδες κοντά στο σημείο χρήσης. Επομένως, η ενέργεια μπορεί να ληφθεί ακόμη και στις πιο απομακρυσμένες περιοχές.
Πώς αποθηκεύεται το υγρό υδρογόνο
Η οικονομική αποδοτικότητα του υγρού υδρογόνου και η ευρεία χρήση του προϋποθέτει την επαρκή αποθήκευση υδρογόνου σύμφωνα με τις υπάρχουσες ανάγκες για την μετέπειτα μεταφορά και διανομή του από το σημείο παραγωγής στο σημείο κατανάλωσης.
Πρέπει να σημειωθεί ότι τα συστήματα και οι συνθήκες στις οποίες πρέπει να αποθηκεύεται το υδρογόνο εξαρτώνται από την τελική χρήση. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να διακρίνουμε:
- Σταθερό σύστημα αποθήκευσης υδρογόνου, κατάλληλο για βιομηχανικές και οικιακές ή κατανεμημένες εφαρμογές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, δεν υπάρχουν σχεδόν περιορισμοί ως προς την κατεχόμενη περιοχή, το βάρος, τον όγκο ή τη χρήση βοηθητικών συστημάτων.
- Επιπλέον, η συστήματα αποθήκευσης υδρογόνου για αυτοκίνητα παρέχουν ένα ελάχιστο για να εξασφαλίσουν ότι τα οχήματα έχουν αυτονομία παρόμοια με τα παραδοσιακά αυτοκίνητα. Επιπλέον, υπάρχουν λειτουργικές και δυναμικές απαιτήσεις παροχής υδρογόνου, οι οποίες μπορούν να ρυθμιστούν σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου σε όλους τους τύπους οχημάτων.
Πρέπει να σημειωθεί ότι ο τομέας των μεταφορών είναι ένας από τους σημαντικότερους κλάδους στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας, ιδιαίτερα στις ανεπτυγμένες χώρες. Αυτό οδήγησε την αυτοκινητοβιομηχανία να γίνει μια από τις κύριες κινητήριες δυνάμεις για όλες τις εξελίξεις στις κυψέλες καυσίμου, το υδρογόνο και τις σχετικές τεχνολογίες αποθήκευσης.
Ομοίως, όταν μιλάμε για τις διάφορες μορφές αποθήκευσης αυτού του αερίου, είναι απαραίτητο να επισημάνουμε την ανάγκη μεγιστοποίησης της ασφάλειάς του, καθώς είναι πολύ εύφλεκτο, μη τοξικό, άχρωμο, άγευστο και άγευστο. Υπό αυτή την έννοια, ο κατάλογος των συστημάτων αποθήκευσης περιλαμβάνει δυνατότητες στο στάδιο της έρευνας, όπως άνθρακα (ενεργός, γραφίτης, μοριακές κλίνες άνθρακα, νανοΐνες, φουλερένια ...), ενώσεις (NH3), γυάλινες μικροσφαίρες και ζεόλιθοι.
Από την άλλη πλευρά, η αποθήκευση σε χαμηλή θερμοκρασία σε υγρή μορφή και η αποθήκευση σε χαμηλή θερμοκρασία σε πεπιεσμένο αέριο ή υδρίδιο μετάλλου έχουν αποδειχθεί αξιόπιστες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια.
Χρήσεις και εφαρμογές υγρού υδρογόνου
Λόγω της τεχνολογίας και των διαφορετικών μελετών που υπάρχουν για το υγρό υδρογόνο, μπορεί να εφαρμοστεί σε διαφορετικούς βιομηχανικούς τομείς. Πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη ότι χρησιμοποιείται ως καθαρή και αποδοτική πηγή ενέργειας που δεν μολύνει το περιβάλλον. Μεταξύ των πιο ενδιαφέρουσες εφαρμογές είναι για τη βιομηχανία ενέργειας, τις μεταφορές, τη βιομηχανία τροφίμων, τη βιομηχανία αεροδιαστημικής και το διυλιστήριο. Θα πάμε σε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις χρήσεις και τις εφαρμογές του υγρού υδρογόνου.
Η υψηλή του απόδοση το καθιστά εξαιρετικό βιομηχανικό ψυκτικό αέριο, ειδικά λόγω της εξαιρετικής απόδοσης μεταφοράς θερμότητας. Η χρήση υδρογόνου ως εναλλακτικού καυσίμου εγγυάται την αυτονομία του οχήματος, ενώ μειώνει τις ρυπογόνες εκπομπές, συμβάλλοντας έτσι στην προστασία του περιβάλλοντος.
Η χρήση αυτού του αερίου στοχεύει στη βελτίωση της ποιότητας και της ασφάλειας των τροφίμων μέσω της ανάπτυξης καινοτόμων τεχνολογιών. Είναι ένα αποδοτικό καύσιμο για την προώθηση πυραύλων και είναι επίσης μια πηγή ενέργειας για τη διατήρηση της ζωής και των συστημάτων υπολογιστών στο διαστημικό περιβάλλον. Είναι η βασική βιομηχανία για τη μετατροπή του βαρέος αργού σε διυλισμένο καύσιμο.
Η χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου έχει αρκετές θετικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Επισημαίνουμε τα πιο σημαντικά:
- Είναι μια καθαρή ενέργεια, αφήνοντας μόνο υδρατμούς ως υπόλειμμα. Ως εκ τούτου, είναι πιο φιλικό προς το περιβάλλον από τα ορυκτά καύσιμα.
- Είναι ανεξάντλητο.
- Μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων, από τη βιομηχανία στις μεταφορές ή τα νοικοκυριά.
- Επιτρέψτε την αποθήκευση και τη μεταφορά μεγάλης κλίμακας.
- Είναι πιο αποδοτικό από τον ηλεκτρισμό. Για παράδειγμα, ένα αυτοκίνητο με καύσιμο υδρογόνου φορτίζεται πλήρως σε 5 λεπτά και έχει την ίδια εμβέλεια με ένα αυτοκίνητο εσωτερικής καύσης.
Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα καθιστούν το υδρογόνο μια αποτελεσματική, καθαρή και ασφαλή πηγή ενέργειας, η οποία πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το υγρό υδρογόνο.