O elemento abundante mais simples do universo é o hidrogênio. Ele pode ser encontrado na forma de gás em estrelas e planetas e também faz parte de vários compostos químicos e orgânicos, como a água. o hidrogênio líquido pode ter algumas aplicações interessantes em diferentes setores industriais.
Portanto, vamos dedicar este artigo para dizer tudo o que você precisa saber sobre o hidrogênio líquido, suas características e como ele é obtido.
Abundância de hidrogênio
Hidrogênio representa mais de 70% da matéria visível no universo, o que o torna o item mais abundante. Ele pode ser encontrado no centro de estrelas jovens, na atmosfera de grandes planetas gasosos (como Júpiter e Vênus), como traços na superfície da Terra e como parte de milhares de compostos orgânicos e inorgânicos na natureza. Como resultado, muitos processos biológicos o excluem.
Existem vários isótopos de hidrogênio (átomos do mesmo elemento químico, mas com diferentes números de nêutrons):
- Protium (1H). Composto por prótons, não há nêutrons no núcleo. É a versão mais comum de hidrogênio.
- Deutério (2H). É mais pesado que o hidrogênio comum e seu núcleo tem um nêutron e um próton.
- Trítio (3H). Possui dois nêutrons no núcleo próximo ao próton, o que o torna mais pesado.
Características principais
Podemos defini-lo de acordo com as principais características do hidrogênio líquido:
- O ponto de ebulição é baixo, que pode causar ulceração ou hipotermia. Pode até causar dificuldades respiratórias e asfixia se inalado.
- Devido à temperatura do hidrogênio líquido, ele pode formar gelo ao entrar em contato com a umidade do ar, o que pode bloquear as válvulas e aberturas de seus tanques de armazenamento.
- Ele evapora continuamente e produz hidrogênio, que deve ser eliminado e restrito com segurança para evitar que ele se misture com o ar condensado na atmosfera, inflamando e detonando.
- A alta densidade do vapor saturado pode fazer com que a nuvem formada flua horizontalmente ou desça se o hidrogênio líquido escapar.
Vale ressaltar que existem diversos processos de produção de hidrogênio que utilizam diversas matérias-primas e energia. Com base nesses fatores, podemos dizer que em certa proporção São produzidos processos 100% renováveis, 100% fóssil ou misto. Além disso, podem ser realizados em instalações centrais e pequenas unidades próximas ao ponto de uso. Portanto, a energia pode ser obtida mesmo nas áreas mais remotas.
Como o hidrogênio líquido é armazenado
A rentabilidade econômica do hidrogênio líquido e a sua ampla utilização passa pelo armazenamento adequado do hidrogênio de acordo com as necessidades existentes para seu posterior transporte e distribuição do ponto de produção ao ponto de consumo.
Deve-se notar que os sistemas e condições em que o hidrogênio deve ser armazenado dependerão do uso final. Desta forma, podemos distinguir:
- Sistema estacionário de armazenamento de hidrogênio, adequado para aplicações industriais e domésticas ou de geração de energia distribuída. Nesse caso, quase não há restrições em termos de área ocupada, peso, volume ou uso de sistemas auxiliares.
- Além disso, o sistemas de armazenamento de hidrogênio para automóveis eles fornecem um mínimo para garantir que os veículos tenham um alcance semelhante ao dos automóveis tradicionais. Além disso, existem requisitos operacionais e dinâmicos de abastecimento de hidrogênio, que podem ser ajustados em combinação com células de combustível em todos os tipos de veículos.
É importante destacar que o setor de transportes é um dos setores mais importantes no consumo mundial de energia, principalmente nos países desenvolvidos. Isso fez com que a indústria automotiva se tornasse uma das principais forças motrizes para todos os avanços em células de combustível, hidrogênio e suas tecnologias de armazenamento relacionadas.
Da mesma forma, ao se falar sobre as diferentes formas de armazenamento deste gás, é necessário apontar a necessidade de maximizar sua segurança, uma vez que é altamente inflamável, não tóxico, incolor, insípido e insípido. Nesse sentido, a lista de sistemas de armazenamento inclui possibilidades em fase de pesquisa, como carbono (ativo, grafite, leitos de carbono molecular, nanofibras, fulerenos ...), compostos (NH3), microesferas de vidro e zeólitas.
Por outro lado, o armazenamento a baixa temperatura na forma líquida e o armazenamento a baixa temperatura em gás pressurizado ou hidreto de metal provaram ser confiáveis e podem ser usados com segurança.
Usos e aplicações de hidrogênio líquido
Devido à tecnologia e aos diversos estudos existentes sobre o hidrogênio líquido, ele pode ser aplicado em diversos campos industriais. Deve-se sempre levar em consideração que se trata de uma fonte de energia limpa e eficiente que não polui o meio ambiente. Entre as aplicações mais interessantes estão a indústria de energia, transporte, indústria alimentícia, indústria aeroespacial e refinaria. Entraremos em mais detalhes sobre os usos e aplicações do hidrogênio líquido.
Sua alta eficiência o torna um excelente gás de resfriamento industrial, especialmente devido ao seu excelente desempenho de transferência de calor. A utilização do hidrogênio como combustível alternativo garante a autonomia do veículo, ao mesmo tempo que reduz as emissões poluentes, contribuindo para a proteção do meio ambiente.
A utilização desse gás visa a melhoria da qualidade e segurança dos alimentos por meio do desenvolvimento de tecnologias inovadoras. É um combustível eficiente para propelir foguetes e também é uma fonte de energia para sustentar a vida e os sistemas de computador no ambiente espacial. É o produto básico da indústria para a conversão de petróleo pesado em combustível refinado.
O uso de hidrogênio como combustível tem vários efeitos positivos no meio ambiente. Destacamos o mais importante:
- É uma energia limpa, deixando apenas vapor de água como resíduo. Portanto, é mais amigo do ambiente do que os combustíveis fósseis.
- É inesgotável.
- Pode ser aplicado a uma ampla gama de atividades, da indústria ao transporte ou residências.
- Permitir armazenamento e transporte em grande escala.
- É mais eficiente do que eletricidade. Por exemplo, um carro movido a hidrogênio é totalmente carregado em 5 minutos e tem o mesmo alcance de um carro a combustão.
Todas essas vantagens fazem do hidrogênio uma fonte de energia eficiente, limpa e segura, que deve ser considerada em muitos campos industriais.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o hidrogênio líquido.