ธาตุที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาลคือไฮโดรเจน สามารถพบได้ในรูปของก๊าซทั้งในดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ และยังเป็นส่วนหนึ่งของสารเคมีและสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ เช่น น้ำ NS ไฮโดรเจนเหลว อาจมีการใช้งานที่น่าสนใจในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ
ดังนั้น เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับไฮโดรเจนเหลว ลักษณะเฉพาะ และวิธีการได้มา
ความอุดมสมบูรณ์ของไฮโดรเจน
ไฮโดรเจน แสดงถึงมากกว่า 70% ของสสารที่มองเห็นได้ในจักรวาล ซึ่งทำให้เป็นไอเทมที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด สามารถพบได้ในใจกลางของดาวอายุน้อย ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ (เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวศุกร์) เป็นร่องรอยบนพื้นผิวโลก และเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์หลายพันชนิดในธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ กระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่างจึงตัดเรื่องนี้ออกไป
มีไอโซโทปของไฮโดรเจนหลายไอโซโทป (อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน):
- โพรเที่ยม (1H). ประกอบด้วยโปรตอน ไม่มีนิวตรอนในนิวเคลียส เป็นไฮโดรเจนที่พบได้บ่อยที่สุด
- ดิวเทอเรียม (2H). มันหนักกว่าไฮโดรเจนทั่วไป และนิวเคลียสของมันมีหนึ่งนิวตรอนและหนึ่งโปรตอน
- ทริเทียม (3H). มันมีนิวตรอนสองตัวในนิวเคลียสถัดจากโปรตอน ซึ่งทำให้หนักขึ้น
คุณสมบัติหลัก
เราสามารถกำหนดได้ตามลักษณะสำคัญของไฮโดรเจนเหลว:
- จุดเดือดต่ำ ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองหรืออุณหภูมิต่ำ อาจทำให้หายใจลำบากและขาดอากาศหายใจได้หากสูดดม
- เนื่องจากอุณหภูมิของไฮโดรเจนเหลว มันสามารถก่อตัวเป็นน้ำแข็งเมื่อสัมผัสกับความชื้นในอากาศ ซึ่งสามารถปิดกั้นวาล์วและช่องเปิดของถังเก็บของคุณ
- มันระเหยอย่างต่อเนื่องและผลิตไฮโดรเจนซึ่ง จะต้องถูกกำจัดและจำกัด ได้อย่างปลอดภัยเพื่อป้องกันไม่ให้ผสมกับอากาศที่ควบแน่นในบรรยากาศ ติดไฟและระเบิด
- ความหนาแน่นสูงของไออิ่มตัวอาจทำให้ก้อนเมฆที่ก่อตัวขึ้นจะไหลในแนวนอนหรือเคลื่อนลงมาหากไฮโดรเจนเหลวไหลออก
เป็นที่น่าสังเกตว่ามีกระบวนการผลิตไฮโดรเจนหลายขั้นตอนที่ใช้วัตถุดิบและพลังงานที่หลากหลาย จากปัจจัยเหล่านี้เราสามารถพูดได้ว่าในสัดส่วนที่แน่นอน มีการผลิตกระบวนการหมุนเวียน 100% ฟอสซิล 100% หรือผสม นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการในสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนกลางและหน่วยขนาดเล็กใกล้กับจุดใช้งาน ดังนั้นสามารถรับพลังงานได้แม้ในพื้นที่ห่างไกลที่สุด
วิธีการจัดเก็บไฮโดรเจนเหลว
การทำให้ไฮโดรเจนเหลวมีกำไรทางเศรษฐกิจและการใช้อย่างแพร่หลายต้องผ่านการกักเก็บไฮโดรเจนที่เพียงพอตามความต้องการที่มีอยู่สำหรับการขนส่งและการกระจายที่ตามมาจากจุดการผลิตไปยังจุดที่ใช้บริโภค
ควรสังเกตว่าระบบและสภาวะที่ต้องเก็บไฮโดรเจนไว้จะขึ้นอยู่กับการใช้งานปลายทาง ด้วยวิธีนี้เราสามารถแยกแยะ:
- ระบบกักเก็บไฮโดรเจนแบบอยู่กับที่,เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมและการผลิตไฟฟ้าภายในประเทศหรือแบบจำหน่ายไฟฟ้า. ในกรณีนี้ แทบไม่มีข้อจำกัดในแง่ของพื้นที่ใช้งาน น้ำหนัก ปริมาณ หรือการใช้ระบบเสริม
- ในทางกลับกัน ระบบกักเก็บไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ พวกเขาให้ขั้นต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ายานพาหนะมีช่วงที่คล้ายกับรถยนต์แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดการจ่ายไฮโดรเจนในการปฏิบัติงานและแบบไดนามิก ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงในรถยนต์ทุกประเภท
ควรสังเกตว่าภาคการขนส่งเป็นหนึ่งในภาคส่วนที่สำคัญที่สุดในการใช้พลังงานของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่พัฒนาแล้ว สิ่งนี้ทำให้อุตสาหกรรมยานยนต์กลายเป็นหนึ่งในแรงผลักดันหลักสำหรับความก้าวหน้าทั้งหมดในเซลล์เชื้อเพลิง ไฮโดรเจน และเทคโนโลยีการจัดเก็บที่เกี่ยวข้อง
ในทำนองเดียวกัน เมื่อพูดถึงการจัดเก็บก๊าซในรูปแบบต่างๆ จำเป็นต้องชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการเพิ่มความปลอดภัยให้สูงสุด เนื่องจากเป็น ไวไฟสูง ปลอดสารพิษ ไม่มีสี รสจืด และรสจืด. ในแง่นี้ รายการของระบบการจัดเก็บรวมถึงความเป็นไปได้ในขั้นตอนการวิจัย เช่น คาร์บอน (แอกทีฟ กราไฟต์ เตียงโมเลกุลคาร์บอน นาโนไฟเบอร์ ฟูลเลอรีน ...) สารประกอบ (NH3) ไมโครสเฟียร์แก้ว และซีโอไลต์
ในทางกลับกัน การจัดเก็บที่อุณหภูมิต่ำในรูปของเหลวและการเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำในก๊าซอัดความดันหรือเมทัลไฮไดรด์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือและสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย
การใช้และการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนเหลว
เนื่องจากเทคโนโลยีและการศึกษาต่างๆ ที่มีอยู่เกี่ยวกับไฮโดรเจนเหลว จึงสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ ต้องคำนึงอยู่เสมอว่ามีการใช้เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาดและมีประสิทธิภาพที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม การใช้งานที่น่าสนใจที่สุด ได้แก่ สำหรับอุตสาหกรรมพลังงาน การขนส่ง อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และโรงกลั่น เราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้และการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนเหลว
ประสิทธิภาพสูงทำให้เป็นก๊าซหล่อเย็นทางอุตสาหกรรมที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกช่วยรับประกันความเป็นอิสระของรถยนต์ ในขณะที่ลดการปล่อยมลพิษ ซึ่งมีส่วนช่วยในการปกป้องสิ่งแวดล้อม
การใช้ก๊าซนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงคุณภาพและความปลอดภัยของอาหารผ่านการพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เป็นเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนจรวดและยังเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการดำรงชีวิตและระบบคอมพิวเตอร์ในสภาพแวดล้อมของอวกาศ เป็นวัตถุดิบหลักของอุตสาหกรรมในการแปลงน้ำมันดิบหนักเป็นเชื้อเพลิงบริสุทธิ์
การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงมีผลดีหลายประการต่อสิ่งแวดล้อม เราเน้นสิ่งที่สำคัญที่สุด:
- เป็นพลังงานสะอาด เหลือแต่ไอน้ำไว้เป็นกาก ดังนั้นจึงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล
- มันไม่รู้จักเหนื่อย
- นำไปประยุกต์ใช้กับกิจกรรมได้หลากหลาย จากอุตสาหกรรมสู่การขนส่งหรือครัวเรือน.
- อนุญาตให้จัดเก็บและขนส่งขนาดใหญ่
- มีประสิทธิภาพมากกว่าไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น รถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะชาร์จจนเต็มใน 5 นาที และมีช่วงเดียวกับรถยนต์สันดาป
ข้อดีทั้งหมดเหล่านี้ทำให้ไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพ สะอาด และปลอดภัย ซึ่งต้องพิจารณาในหลายอุตสาหกรรม
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไฮโดรเจนเหลวได้