Yksinkertaisin runsas alkuaine universumissa on vety. Sitä löytyy kaasun muodossa sekä tähdistä että planeetoista, ja se on myös osa erilaisia kemiallisia ja orgaanisia yhdisteitä, kuten vettä. The nestemäinen vety sillä voi olla mielenkiintoisia sovelluksia eri teollisuuden aloilla.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertoaksemme sinulle kaiken, mitä sinun tulee tietää nestemäisestä vedystä, sen ominaisuuksista ja siitä, miten se saadaan.
Vedyn runsaus
Vety edustaa yli 70 % maailmankaikkeuden näkyvästä aineesta, mikä tekee siitä runsaimman esineen. Sitä löytyy nuorten tähtien keskuksista, suurten kaasumaisten planeettojen (kuten Jupiter ja Venus) ilmakehistä, jälkinä maan pinnalla ja osana tuhansia orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä luonnossa. Tämän seurauksena monet biologiset prosessit sulkevat sen pois.
Vedyn isotooppeja on useita (saman kemiallisen alkuaineen atomeja, mutta eri neutronimäärillä):
- Protium (1H). Protoneista koostuva ytimessä ei ole neutroneja. Se on vedyn yleisin versio.
- Deuterium (2H). Se on raskaampaa kuin tavallinen vety, ja sen ytimessä on yksi neutroni ja yksi protoni.
- Tritium (3H). Sen ytimessä on kaksi neutronia protonin vieressä, mikä tekee siitä raskaamman.
Tärkeimmät ominaisuudet
Voimme määritellä sen nestemäisen vedyn pääominaisuuksien mukaan:
- Kiehumispiste on alhainen, joka voi aiheuttaa paleltumia tai hypotermiaa. Se voi jopa aiheuttaa hengitysvaikeuksia ja tukehtumisen hengitettynä.
- Nestemäisen vedyn lämpötilan vuoksi se voi muodostaa jäätä joutuessaan kosketuksiin ilman kosteuden kanssa, mikä voi tukkia varastosäiliöidesi venttiilit ja aukot.
- Se haihtuu jatkuvasti ja tuottaa vetyä, joka on puhdistettava ja rajoitettava turvallisesti, jotta se ei sekoitu ilmakehän kondensoituneen ilman kanssa, syttyisi ja räjähtäisi.
- Kyllästetyn höyryn suuri tiheys voi saada muodostuneen pilven virtaamaan vaakasuunnassa tai laskeutumaan, jos nestemäistä vetyä karkaa.
On syytä huomata, että on olemassa useita vedyn tuotantoprosesseja, joissa käytetään erilaisia raaka-aineita ja energiaa. Näiden tekijöiden perusteella voimme sanoa, että tietyssä suhteessa 100 % uusiutuvia prosesseja tuotetaan, 100 % fossiilisia tai sekoitettuja. Lisäksi ne voidaan toteuttaa keskeisissä tiloissa ja pienissä yksiköissä lähellä käyttöpaikkaa. Siksi energiaa voidaan saada jopa syrjäisimmiltä alueilta.
Kuinka nestemäistä vetyä varastoidaan
Nestemäisen vedyn tekeminen taloudellisesti kannattavaksi ja sen laajan käytön saavuttaminen edellyttää vedyn riittävää varastointia olemassa olevien tarpeiden mukaisesti sen myöhempää kuljetusta ja jakelua varten tuotantopaikasta kulutuspaikkaan.
On huomattava, että järjestelmät ja olosuhteet, joissa vetyä on varastoitava, riippuvat loppukäytöstä. Tällä tavalla voimme erottaa:
- Kiinteä vedyn varastointijärjestelmä, soveltuu teollisuus- ja kotitaloussovelluksiin tai hajautettuun sähköntuotantoon. Tässä tapauksessa ei ole juuri mitään rajoituksia miehitettyyn pinta-alaan, painoon, tilavuuteen tai apujärjestelmien käyttöön.
- Toisaalta autojen vedyn varastointijärjestelmät ne tarjoavat vähimmäistason varmistaakseen, että ajoneuvojen toimintasäde on samanlainen kuin perinteisillä autoilla. Lisäksi on toiminnallisia ja dynaamisia vedynsyöttövaatimuksia, joita voidaan säätää yhdessä polttokennojen kanssa kaikentyyppisissä ajoneuvoissa.
On huomattava, että liikennesektori on yksi maailman energiankulutuksen tärkeimmistä sektoreista, erityisesti kehittyneissä maissa. Tämä on johtanut autoteollisuuden yhdeksi tärkeimmistä polttokennojen, vedyn ja niihin liittyvien varastointitekniikoiden kehityksen liikkeellepanevista voimista.
Samoin kun puhutaan tämän kaasun erilaisista varastointimuodoista, on tarpeen tuoda esiin tarve maksimoida sen turvallisuus, koska se on helposti syttyvä, myrkytön, väritön, mauton ja mauton. Tässä mielessä varastointijärjestelmien listalla on tutkimusvaiheessa olevia mahdollisuuksia, kuten hiiltä (aktiivi-, grafiitti-, molekyylihiilipedit, nanokuidut, fullereenit...), yhdisteet (NH3), lasimikropallot ja zeoliitit.
Toisaalta matalan lämpötilan varastointi nestemäisessä muodossa ja matalalämpötilainen varastointi painekaasussa tai metallihydridissä ovat osoittautuneet luotettaviksi ja niitä voidaan käyttää turvallisesti.
Nestemäisen vedyn käyttötarkoitukset ja sovellukset
Nestemäistä vetyä koskevan teknologian ja erilaisten tutkimusten ansiosta sitä voidaan soveltaa eri teollisuuden aloilla. On aina otettava huomioon, että sitä käytetään puhtaana ja tehokkaana energialähteenä, joka ei saastuta ympäristöä. Kiinnostavimpia sovelluksia ovat energiateollisuus, liikenne, elintarviketeollisuus, ilmailuteollisuus ja jalostamo. Aiomme mennä yksityiskohtaisemmin nestemäisen vedyn käyttö- ja sovelluksiin.
Sen korkea hyötysuhde tekee siitä erinomaisen teollisuuden jäähdytyskaasun, erityisesti sen erinomaisen lämmönsiirtokyvyn ansiosta. Vedyn käyttö vaihtoehtoisena polttoaineena takaa ajoneuvon autonomian ja samalla vähentää saastepäästöjä ja edistää näin ympäristönsuojelua.
Tämän kaasun käytöllä pyritään parantamaan elintarvikkeiden laatua ja turvallisuutta kehittämällä innovatiivisia teknologioita. Se on tehokas polttoaine rakettien kuljettamiseen ja myös energianlähde elämän ja tietokonejärjestelmien ylläpitämiseen avaruusympäristössä. Se on teollisuuden perusaine raskaan raakaöljyn muuttamiseksi jalostetuksi polttoaineeksi.
Vedyn käytöllä polttoaineena on useita myönteisiä ympäristövaikutuksia. Korostamme tärkeimmät:
- Se on puhdasta energiaa, jättäen vain vesihöyryä jäännökseksi. Siksi se on ympäristöystävällisempi kuin fossiiliset polttoaineet.
- Se on ehtymätön.
- Sitä voidaan soveltaa monenlaisiin aktiviteetteihin, teollisuudesta liikenteeseen tai kotitalouksiin.
- Salli suuri varastointi ja kuljetus.
- Se on tehokkaampaa kuin sähkö. Esimerkiksi vetykäyttöinen auto latautuu täyteen 5 minuutissa ja sen toimintasäde on sama kuin polttomoottoriautolla.
Kaikki nämä edut tekevät vedystä tehokkaan, puhtaan ja turvallisen energialähteen, mikä on otettava huomioon monilla teollisuuden aloilla.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää nestemäisestä vedystä.