Het eenvoudigste element in het heelal is waterstof. Het is te vinden in de vorm van gas in zowel sterren als planeten en maakt ook deel uit van verschillende chemische en organische verbindingen zoals water. De vloeibare waterstof het kan enkele interessante toepassingen hebben in verschillende industriële sectoren.
Daarom gaan we dit artikel wijden om u alles te vertellen wat u moet weten over vloeibare waterstof, de kenmerken ervan en hoe het wordt verkregen.
Waterstof overvloed
Waterstof vertegenwoordigt meer dan 70% van de zichtbare materie in het heelal, waardoor het het meest voorkomende item is. Het kan worden gevonden in de centra van jonge sterren, in de atmosferen van grote gasplaneten (zoals Jupiter en Venus), als sporen op het aardoppervlak en als onderdeel van duizenden organische en anorganische verbindingen in de natuur. Als gevolg hiervan sluiten veel biologische processen het uit.
Er zijn verschillende isotopen van waterstof (atomen van hetzelfde chemische element, maar met verschillende aantallen neutronen):
- Protium (1H). Bestaat uit protonen, er zijn geen neutronen in de kern. Het is de meest voorkomende variant van waterstof.
- Deuterium (2H). Het is zwaarder dan gewone waterstof en de kern heeft één neutron en één proton.
- Tritium (3H). Het heeft twee neutronen in de kern naast het proton, waardoor het zwaarder is.
hoofdkenmerken
We kunnen het definiëren volgens de belangrijkste kenmerken van vloeibare waterstof:
- Het kookpunt is laag, die bevriezing of onderkoeling kunnen veroorzaken. Het kan zelfs ademhalingsmoeilijkheden en verstikking veroorzaken bij inademing.
- Door de temperatuur van vloeibare waterstof kan het bij contact met vocht in de lucht ijs vormen, waardoor de kleppen en openingen van uw opslagtanks verstopt kunnen raken.
- Het verdampt continu en produceert waterstof, wat: moet worden gezuiverd en beperkt veilig om te voorkomen dat het zich vermengt met gecondenseerde lucht in de atmosfeer, ontbrandt en ontploft.
- De hoge dichtheid van verzadigde damp kan ervoor zorgen dat de gevormde wolk horizontaal stroomt of daalt als vloeibare waterstof ontsnapt.
Het is vermeldenswaard dat er verschillende waterstofproductieprocessen zijn die verschillende grondstoffen en energie gebruiken. Op basis van deze factoren kunnen we zeggen dat in een bepaalde verhouding 100% hernieuwbare processen worden geproduceerd, 100% fossiel of gemengd. Bovendien kunnen ze worden uitgevoerd in centrale voorzieningen en kleine units dicht bij het gebruikspunt. Daarom kan zelfs in de meest afgelegen gebieden energie worden gewonnen.
Hoe vloeibare waterstof wordt opgeslagen
Het economisch rendabel maken van vloeibare waterstof en het wijdverbreide gebruik ervan gebeurt door de adequate opslag van waterstof in overeenstemming met de bestaande behoeften voor het daaropvolgende transport en distributie van het punt van productie tot het punt van consumptie.
Opgemerkt moet worden dat de systemen en omstandigheden waarin waterstof moet worden opgeslagen, afhankelijk zijn van het eindgebruik. Zo kunnen we onderscheiden:
- Stationair waterstofopslagsysteem, geschikt voor industriële en huishoudelijke of gedistribueerde stroomopwekkingstoepassingen. In dit geval zijn er bijna geen beperkingen op het gebied van bezette ruimte, gewicht, volume of gebruik van hulpsystemen.
- Aan de andere kant, de waterstofopslagsystemen voor auto's ze bieden een minimum om ervoor te zorgen dat voertuigen een bereik hebben dat vergelijkbaar is met dat van traditionele auto's. Daarnaast zijn er operationele en dynamische waterstofvoorzieningseisen, die in combinatie met brandstofcellen in alle typen voertuigen kunnen worden aangepast.
Opgemerkt moet worden dat de transportsector een van de belangrijkste sectoren is in het wereldwijde energieverbruik, vooral in ontwikkelde landen. Dit heeft ertoe geleid dat de auto-industrie een van de belangrijkste drijvende krachten is geworden voor alle ontwikkelingen op het gebied van brandstofcellen, waterstof en de bijbehorende opslagtechnologieën.
Evenzo, wanneer we het hebben over de verschillende vormen van opslag van dit gas, is het noodzakelijk om te wijzen op de noodzaak om de veiligheid ervan te maximaliseren, aangezien het licht ontvlambaar, niet giftig, kleurloos, smaakloos en smaakloos. In die zin omvat de lijst van opslagsystemen mogelijkheden in de onderzoeksfase, zoals koolstof (actief, grafiet, moleculaire koolstofbedden, nanovezels, fullerenen ...), verbindingen (NH3), glazen microbolletjes en zeolieten.
Aan de andere kant zijn opslag bij lage temperatuur in vloeibare vorm en opslag bij lage temperatuur in gas onder druk of metaalhydride betrouwbaar gebleken en kan veilig worden gebruikt.
Gebruik en toepassingen van vloeibare waterstof
Door de technologie en verschillende onderzoeken die er zijn over vloeibare waterstof, kan het op verschillende industriële gebieden worden toegepast. Er moet altijd rekening mee worden gehouden dat het wordt gebruikt als een schone en efficiënte energiebron die het milieu niet vervuilt. Enkele van de meest interessante toepassingen zijn de energie-industrie, transport, voedingsindustrie, lucht- en ruimtevaartindustrie en de raffinaderij. We gaan dieper in op het gebruik en de toepassingen van vloeibare waterstof.
Zijn hoge efficiëntie maakt het een uitstekend industrieel koelgas, vooral vanwege de uitstekende warmteoverdrachtprestaties. Het gebruik van waterstof als alternatieve brandstof garandeert de autonomie van het voertuig, terwijl de vervuilende emissies worden verminderd en zo wordt bijgedragen aan de bescherming van het milieu.
Het gebruik van dit gas heeft tot doel de kwaliteit en veiligheid van voedsel te verbeteren door de ontwikkeling van innovatieve technologieën. Het is een efficiënte brandstof voor het voortstuwen van raketten en is ook een bron van energie voor het in stand houden van het leven en computersystemen in de ruimteomgeving. Het is het belangrijkste ingrediënt in de industrie voor het omzetten van zware ruwe olie in geraffineerde brandstof.
Het gebruik van waterstof als brandstof heeft verschillende positieve effecten op het milieu. We lichten de belangrijkste uit:
- Het is een schone energie, alleen waterdamp achterlatend als residu. Daarom is het milieuvriendelijker dan fossiele brandstoffen.
- Het is onuitputtelijk.
- Het kan worden toegepast op een breed scala aan activiteiten, van industrie tot transport of huishoudens.
- Sta grootschalige opslag en transport toe.
- Het is efficiënter dan elektriciteit. Een auto op waterstof is bijvoorbeeld in 5 minuten volledig opgeladen en heeft dezelfde actieradius als een auto met verbrandingsmotor.
Al deze voordelen maken waterstof tot een efficiënte, schone en veilige energiebron, waarmee op veel industriële terreinen rekening moet worden gehouden.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over vloeibare waterstof.