Najpreprostejši element v vesolju je vodik. Najdemo ga v obliki plina tako v zvezdah kot na planetih in je tudi del različnih kemičnih in organskih spojin, kot je voda. The tekoči vodik ima lahko nekaj zanimivih aplikacij v različnih industrijskih sektorjih.
Zato vam bomo ta članek posvetili, da vam povemo vse, kar morate vedeti o tekočem vodiku, njegovih značilnostih in načinu pridobivanja.
Obilje vodika
vodik predstavlja več kot 70 % vidne snovi v vesolju, zaradi česar je najbolj razširjen izdelek. Najdemo ga v središčih mladih zvezd, v atmosferah velikih plinastih planetov (kot sta Jupiter in Venera), kot sledi na zemeljski površini in kot del tisoč organskih in anorganskih spojin v naravi. Posledično ga številni biološki procesi izključujejo.
Obstaja več izotopov vodika (atomi istega kemičnega elementa, vendar z različnim številom nevtronov):
- Protium (1H). Sestavljeno iz protonov, v jedru ni nevtronov. To je najpogostejša različica vodika.
- devterij (2H). Je težji od navadnega vodika, njegovo jedro pa ima en nevtron in en proton.
- Tritij (3H). Ob protonu ima v jedru dva nevtrona, zaradi česar je težji.
Glavne značilnosti
Lahko ga definiramo glede na glavne značilnosti tekočega vodika:
- Vrelišče je nizko, kar lahko povzroči ozebline ali hipotermijo. Pri vdihavanju lahko povzroči celo težave z dihanjem in zadušitev.
- Zaradi temperature tekočega vodika lahko ob stiku z vlago v zraku tvori led, kar lahko blokira ventile in odprtine vaših zalogovnikov.
- Nenehno izhlapeva in proizvaja vodik, ki je treba očistiti in omejiti varno, da se prepreči mešanje s kondenziranim zrakom v atmosferi, vžig in detonacija.
- Visoka gostota nasičenih hlapov lahko povzroči, da nastali oblak teče vodoravno ali se spusti, če tekoči vodik uide.
Omeniti velja, da obstaja več procesov proizvodnje vodika, ki uporabljajo različne surovine in energijo. Na podlagi teh dejavnikov lahko rečemo, da v določenem razmerju 100 % obnovljivi procesi so proizvedeni, 100% fosilno ali mešano. Poleg tega se lahko izvajajo v osrednjih objektih in majhnih enotah blizu mesta uporabe. Zato je mogoče energijo pridobiti tudi na najbolj oddaljenih območjih.
Kako se shranjuje tekoči vodik
Za gospodarsko donosnost tekočega vodika in doseganje njegove splošne rabe gre za ustrezno skladiščenje vodika v skladu z obstoječimi potrebami za njegov kasnejši transport in distribucijo od mesta proizvodnje do porabe.
Treba je opozoriti, da bodo sistemi in pogoji, v katerih je treba hraniti vodik, odvisni od končne uporabe. Na ta način lahko ločimo:
- Stacionarni sistem za shranjevanje vodika, primerna za industrijske in domače ali distribuirane aplikacije za proizvodnjo električne energije. V tem primeru skoraj ni omejitev glede zasedenih površin, teže, prostornine ali uporabe pomožnih sistemov.
- Po drugi strani pa sistemi za shranjevanje vodika za avtomobile zagotavljajo minimum, ki zagotavlja, da imajo vozila podoben doseg kot tradicionalni avtomobili. Poleg tega obstajajo operativne in dinamične zahteve za oskrbo z vodikom, ki jih je mogoče prilagoditi v kombinaciji z gorivnimi celicami v vseh vrstah vozil.
Treba je opozoriti, da je prometni sektor eden najpomembnejših sektorjev v svetovni porabi energije, zlasti v razvitih državah. Zaradi tega je avtomobilska industrija postala ena glavnih gonilnih sil za vse napredke na področju gorivnih celic, vodika in z njimi povezanih tehnologij za shranjevanje.
Prav tako je treba, ko govorimo o različnih oblikah skladiščenja tega plina, poudariti potrebo po čim večji njegovi varnosti, saj je lahko vnetljivo, nestrupeno, brezbarvno, brez okusa in brez okusa. V tem smislu so na seznamu sistemov za shranjevanje vključene možnosti v fazi raziskav, kot so ogljik (aktivni, grafit, molekularni ogljikovi sloji, nanovlakna, fulereni ...), spojine (NH3), steklene mikrosfere in zeoliti.
Po drugi strani sta se nizkotemperaturno shranjevanje v tekoči obliki in nizkotemperaturno shranjevanje v plinu pod tlakom ali kovinskem hidridu izkazalo za zanesljivo in se lahko varno uporablja.
Uporaba in uporaba tekočega vodika
Zaradi tehnologije in različnih študij, ki obstajajo o tekočem vodiku, se lahko uporablja na različnih industrijskih področjih. Vedno se je treba zavedati, da se uporablja kot čist in učinkovit vir energije, ki ne onesnažuje okolja. Med najbolj zanimivimi aplikacijami so za energetsko industrijo, promet, živilsko industrijo, vesoljsko industrijo in rafinerije. Podrobneje se bomo poglobili v uporabo in uporabo tekočega vodika.
Zaradi visoke učinkovitosti je odličen industrijski hladilni plin, predvsem zaradi odlične zmogljivosti prenosa toplote. Uporaba vodika kot alternativnega goriva zagotavlja avtonomijo vozila, hkrati pa zmanjšuje emisije onesnaževal in tako prispeva k varovanju okolja.
Cilj uporabe tega plina je izboljšati kakovost in varnost hrane z razvojem inovativnih tehnologij. Je učinkovito gorivo za pogon raket in je tudi vir energije za vzdrževanje življenja in računalniških sistemov v vesoljskem okolju. Je glavna industrija za pretvorbo težke surove nafte v rafinirano gorivo.
Uporaba vodika kot goriva ima številne pozitivne učinke na okolje. Izpostavljamo najpomembnejše:
- Je čista energija, ostane le vodna para kot ostanek. Zato je okolju prijaznejši od fosilnih goriv.
- Je neizčrpen.
- Uporablja se lahko za širok spekter dejavnosti, od industrije do prometa ali gospodinjstev.
- Omogoča obsežno skladiščenje in transport.
- Je učinkovitejša od električne energije. Na primer, avtomobil na vodikovo gorivo se popolnoma napolni v 5 minutah in ima enak doseg kot avtomobil z notranjim zgorevanjem.
Zaradi vseh teh prednosti je vodik učinkovit, čist in varen vir energije, ki ga je treba upoštevati na številnih industrijskih področjih.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tekočem vodiku.