L'elemento abbondante più semplice nell'universo è l'idrogeno. Si può trovare sotto forma di gas sia nelle stelle che nei pianeti e fa anche parte di vari composti chimici e organici come l'acqua. Il idrogeno liquido può avere interessanti applicazioni in diversi settori industriali.
Pertanto, dedicheremo questo articolo per dirti tutto ciò che devi sapere sull'idrogeno liquido, le sue caratteristiche e come si ottiene.
Abbondanza di idrogeno
Idrogeno rappresenta oltre il 70% della materia visibile nell'universo, che lo rende l'oggetto più abbondante. Si trova nei centri delle giovani stelle, nelle atmosfere di grandi pianeti gassosi (come Giove e Venere), come tracce sulla superficie terrestre, e come parte di migliaia di composti organici e inorganici presenti in natura. Di conseguenza, molti processi biologici lo escludono.
Esistono diversi isotopi dell'idrogeno (atomi dello stesso elemento chimico, ma con diverso numero di neutroni):
- Prozio (1H). Costituito da protoni, non ci sono neutroni nel nucleo. È la versione più comune dell'idrogeno.
- Deuterio (2h). È più pesante dell'idrogeno ordinario e il suo nucleo ha un neutrone e un protone.
- Trizio (3H). Ha due neutroni nel nucleo vicino al protone, il che lo rende più pesante.
caratteristiche principali
Possiamo definirlo in base alle principali caratteristiche dell'idrogeno liquido:
- Il punto di ebollizione è basso, che può causare congelamento o ipotermia. Può anche causare difficoltà respiratorie e soffocamento se inalato.
- A causa della temperatura dell'idrogeno liquido, può formare ghiaccio quando viene a contatto con l'umidità nell'aria, che può bloccare le valvole e le aperture dei serbatoi di stoccaggio.
- Evapora continuamente e produce idrogeno, che deve essere eliminato e limitato in modo sicuro per evitare che si mescoli con l'aria condensata nell'atmosfera, accendendosi e esplodendo.
- L'elevata densità di vapore saturo può far sì che la nube formata fluisca orizzontalmente o scenda se l'idrogeno liquido fuoriesce.
Vale la pena notare che esistono diversi processi di produzione dell'idrogeno che utilizzano varie materie prime ed energia. Sulla base di questi fattori, possiamo dire che in una certa proporzione Vengono prodotti processi rinnovabili al 100%, 100% fossile o misto. Inoltre, possono essere eseguiti in strutture centrali e piccole unità vicine al punto di utilizzo. Pertanto, l'energia può essere ottenuta anche nelle aree più remote.
Come viene immagazzinato l'idrogeno liquido?
Rendere economicamente redditizio l'idrogeno liquido e raggiungerne l'uso generalizzato passa attraverso l'adeguato stoccaggio dell'idrogeno in accordo con le esigenze esistenti per il suo successivo trasporto e distribuzione dal punto di produzione al punto di consumo.
Va notato che i sistemi e le condizioni in cui l'idrogeno deve essere immagazzinato dipenderanno dall'uso finale. In questo modo possiamo distinguere:
- Sistema stazionario di stoccaggio dell'idrogeno, adatto per applicazioni industriali e domestiche o di generazione di energia distribuita. In questo caso, non ci sono quasi restrizioni in termini di area occupata, peso, volume o utilizzo di sistemi ausiliari.
- Inoltre, l' sistemi di stoccaggio dell'idrogeno per automobili forniscono un minimo per garantire che i veicoli abbiano un'autonomia simile alle automobili tradizionali. Inoltre, ci sono requisiti operativi e dinamici per la fornitura di idrogeno, che possono essere regolati in combinazione con le celle a combustibile in tutti i tipi di veicoli.
Va notato che il settore dei trasporti è uno dei settori più importanti nel consumo energetico mondiale, soprattutto nei paesi sviluppati. Ciò ha portato l'industria automobilistica a diventare una delle principali forze trainanti per tutti i progressi nelle celle a combustibile, nell'idrogeno e nelle relative tecnologie di stoccaggio.
Allo stesso modo, parlando delle diverse forme di stoccaggio di questo gas, è necessario sottolineare la necessità di massimizzarne la sicurezza, poiché è altamente infiammabile, non tossico, incolore, insapore e insapore. In questo senso, l'elenco dei sistemi di stoccaggio include possibilità in fase di ricerca, come carbonio (attivo, grafite, letti molecolari di carbonio, nanofibre, fullereni...), composti (NH3), microsfere di vetro e zeoliti.
D'altra parte, lo stoccaggio a bassa temperatura in forma liquida e lo stoccaggio a bassa temperatura in gas pressurizzato o idruro metallico si sono dimostrati affidabili e possono essere utilizzati in sicurezza.
Usi e applicazioni dell'idrogeno liquido
A causa della tecnologia e dei diversi studi esistenti sull'idrogeno liquido, può essere applicato in diversi campi industriali. Bisogna sempre tenere in considerazione che viene utilizzato come fonte di energia pulita ed efficiente che non inquina l'ambiente. Tra le applicazioni più interessanti ci sono per l'industria energetica, i trasporti, l'industria alimentare, l'industria aerospaziale e la raffineria. Andremo più in dettaglio sugli usi e le applicazioni dell'idrogeno liquido.
La sua elevata efficienza lo rende un ottimo gas di raffreddamento industriale, soprattutto grazie alle sue eccellenti prestazioni di trasferimento del calore. L'utilizzo dell'idrogeno come carburante alternativo garantisce l'autonomia del veicolo, riducendo le emissioni inquinanti, contribuendo così alla salvaguardia dell'ambiente.
L'utilizzo di questo gas mira a migliorare la qualità e la sicurezza degli alimenti attraverso lo sviluppo di tecnologie innovative. È un combustibile efficiente per la propulsione di razzi ed è anche una fonte di energia per sostenere la vita e i sistemi informatici nell'ambiente spaziale. È l'elemento base dell'industria per convertire il greggio pesante in combustibile raffinato.
L'uso dell'idrogeno come combustibile ha diversi effetti positivi sull'ambiente. Evidenziamo i più importanti:
- È un'energia pulita, lasciando solo vapore acqueo come residuo. Pertanto, è più ecologico dei combustibili fossili.
- È inesauribile.
- Può essere applicato a una vasta gamma di attività, dall'industria ai trasporti o alle famiglie.
- Consentire lo stoccaggio e il trasporto su larga scala.
- È più efficiente dell'elettricità. Ad esempio, un'auto a idrogeno viene caricata completamente in 5 minuti e ha la stessa autonomia di un'auto a combustione.
Tutti questi vantaggi rendono l'idrogeno una fonte di energia efficiente, pulita e sicura, che deve essere considerata in molti campi industriali.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sull'idrogeno liquido.