Universumi lihtsaim külluslik element on vesinik. Seda võib leida gaasi kujul nii tähtedel kui ka planeetidel ning see on ka osa erinevatest keemilistest ja orgaanilistest ühenditest nagu vesi. The vedel vesinik sellel võib olla huvitavaid rakendusi erinevates tööstussektorites.
Seetõttu pühendame selle artikli teile kõike, mida peate teadma vedela vesiniku, selle omaduste ja selle saamise kohta.
Vesiniku rohkus
Vesinik esindab enam kui 70% universumi nähtavast ainest, mis teeb sellest kõige rikkalikuma kauba. Seda võib leida noorte tähtede keskpunktides, suurte gaasiliste planeetide (nagu Jupiter ja Veenus) atmosfääris, jälgedena maapinnal ning looduses tuhandete orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite osana. Seetõttu välistavad paljud bioloogilised protsessid selle.
Vesinikul on mitu isotoopi (sama keemilise elemendi aatomid, kuid erineva neutronite arvuga):
- Protium (1H). Koosneb prootonitest, tuumas pole neutroneid. See on vesiniku kõige levinum versioon.
- Deuteerium (2H). See on tavalisest vesinikust raskem ja selle tuumas on üks neutron ja üks prooton.
- Triitium (3H). Selle tuumas on prootoni kõrval kaks neutronit, mis muudab selle raskemaks.
põhijooned
Seda saab määratleda vedela vesiniku põhiomaduste järgi:
- Keemistemperatuur on madal, mis võib põhjustada külmumist või alajahtumist. Sissehingamisel võib see isegi põhjustada hingamisraskusi ja lämbumist.
- Vedela vesiniku temperatuuri tõttu võib see õhuniiskusega kokku puutudes moodustada jääd, mis võib blokeerida teie mahutite ventiilid ja avad.
- See aurustub pidevalt ja toodab vesinikku, mis tuleb puhastada ja piirata ohutult, et vältida selle segunemist kondenseerunud õhuga atmosfääris, süttimist ja detoneerimist.
- Küllastunud aurude kõrge tihedus võib põhjustada tekkinud pilve horisontaalset voolamist või vedela vesiniku väljapääsu korral laskumist.
Tasub teada, et on mitmeid vesiniku tootmisprotsesse, mis kasutavad erinevaid tooraineid ja energiat. Nende tegurite põhjal võime öelda, et teatud proportsioonis toodetakse 100% taastuvaid protsesse, 100% fossiilne või segatud. Lisaks saab neid läbi viia kesksetes rajatistes ja väikestes üksustes kasutuskoha lähedal. Seetõttu on energiat võimalik saada ka kõige kaugemates piirkondades.
Kuidas vedelat vesinikku hoitakse
Vedela vesiniku majanduslikult tasuvaks muutmine ja laialdase kasutuse saavutamine toimub vesiniku piisava ladustamise kaudu vastavalt olemasolevatele vajadustele selle edasiseks transportimiseks ja jaotamiseks tootmiskohast tarbimiskohta.
Tuleb märkida, et süsteemid ja tingimused, milles vesinikku tuleb säilitada, sõltuvad lõppkasutusest. Sel viisil saame eristada:
- Statsionaarne vesiniku salvestussüsteem, sobib tööstuslikuks ja koduseks või hajutatud elektritootmiseks. Sel juhul ei ole peaaegu mingeid piiranguid hõivatud ala, kaalu, mahu ega abisüsteemide kasutamise osas.
- Lisaks vesiniku salvestussüsteemid autodele need pakuvad miinimumi tagamaks, et sõidukitel on tavaliste autodega sarnane sõiduulatus. Lisaks kehtivad operatiivsed ja dünaamilised vesiniku toitenõuded, mida saab reguleerida koos kütuseelementidega igat tüüpi sõidukites.
Tuleb märkida, et transpordisektor on maailma energiatarbimises üks olulisemaid sektoreid, eriti arenenud riikides. See on viinud autotööstusest üheks peamiseks edasiviivaks jõuks kõigi kütuseelementide, vesiniku ja nendega seotud salvestustehnoloogiate edasiarendamisel.
Samuti tuleb selle gaasi erinevatest ladustamisviisidest rääkides juhtida tähelepanu vajadusele suurendada selle ohutust, kuna see on väga tuleohtlik, mittetoksiline, värvitu, maitsetu ja maitsetu. Selles mõttes on säilitussüsteemide nimekirjas uurimisjärgus olevad võimalused, nagu süsinik (aktiivsüsinik, grafiit, molekulaarsüsinikukihid, nanokiud, fullereenid ...), ühendid (NH3), klaasist mikrosfäärid ja tseoliidid.
Teisest küljest on madalal temperatuuril säilitamine vedelal kujul ja madalal temperatuuril säilitamine survestatud gaasis või metallhüdriidis osutunud usaldusväärseks ja seda saab ohutult kasutada.
Vedela vesiniku kasutusalad ja rakendused
Tänu vedela vesiniku tehnoloogiale ja erinevatele uuringutele saab seda rakendada erinevates tööstusvaldkondades. Alati tuleb arvestada, et seda kasutatakse puhta ja tõhusa energiaallikana, mis ei saasta keskkonda. Kõige huvitavamate rakenduste hulgas on energiatööstus, transport, toiduainetööstus, kosmosetööstus ja rafineerimistehas. Me käsitleme vedela vesiniku kasutusalasid ja rakendusi üksikasjalikumalt.
Selle kõrge efektiivsus muudab selle suurepäraseks tööstuslikuks jahutusgaasiks, eriti tänu oma suurepärasele soojusülekandevõimele. Vesiniku kasutamine alternatiivkütusena tagab sõiduki autonoomia, vähendades samas saasteheidet, aidates seega kaasa keskkonna kaitsmisele.
Selle gaasi kasutamise eesmärk on parandada toidu kvaliteeti ja ohutust uuenduslike tehnoloogiate arendamise kaudu. See on tõhus kütus rakettide tõukamiseks ning on ka energiaallikas elu ja arvutisüsteemide säilitamiseks kosmosekeskkonnas. See on tööstuses põhitoode raske toornafta rafineeritud kütuseks muundamiseks.
Vesiniku kasutamisel kütusena on keskkonnale mitmeid positiivseid mõjusid. Toome välja kõige olulisemad:
- See on puhas energia, jättes ainult veeauru jäägiks. Seetõttu on see fossiilkütustest keskkonnasõbralikum.
- See on ammendamatu.
- Seda saab rakendada paljudele tegevustele, tööstusest transpordi või majapidamisteni.
- Lubage suuremahulist ladustamist ja transporti.
- See on tõhusam kui elekter. Näiteks vesinikkütusega auto laetakse täis 5 minutiga ja selle sõiduulatus on sama kui põlemismootoriga autol.
Kõik need eelised muudavad vesiniku tõhusaks, puhtaks ja ohutuks energiaallikaks, millega tuleb arvestada paljudes tööstusvaldkondades.
Loodan, et selle teabe abil saate vedela vesiniku kohta rohkem teada.