Sadržaj
Vodik prirodno postoji u plinovitom stanju. Plini mijenjaju temperaturu i tlak kada se primjenjuju i uklanjaju toplinu i tlak. Prema web stranici Astronautix, vodik se ukapljuje na 20,24 ° K, odnosno -252,87 ° C. Dostižu temperaturu toliko nisku da troše veliku količinu energije, ali Joule-Thomson efekt umanjuje taj proces. Ovaj učinak diktira ponašanje plinova kada se podvrgnu promjeni tlaka. Za većinu plinova pad tlaka smanjuje temperaturu okoline, ali ponašanje se obrne kad temperatura padne na određenu točku. Za vodik i helij to je suprotno - pri ekstremno niskim temperaturama porast tlaka dovodi do pada temperature plina.
Joule-Thomson efekt
Regenerativno hlađenje
Prema NASA-i, regenerativno hlađenje djeluje tako što omogućuje komprimiranom plinu da se proširi. Proizvođači vodika za rashladnu tekućinu obično koriste ovaj postupak.Prvo ohlađeni vodik uvode u određenu koncentraciju tekućeg dušika, što još više smanjuje njegovu temperaturu. Kada se plin širi, njegova okolina gubi toplinu i prolazi kroz izmjenjivač topline. U slučaju tekućeg vodika, ekspanzija se događa kroz ventil koji je u dodiru s tekućim dušikom. Tada se vodik može stlačiti pod pritiskom i postupak se može ponoviti do ukapljivanja.
Skladištenje tekućeg vodika
Internetska stranica HILTech objašnjava da se vodik, u svom prirodnom stanju, ne može učinkovito skladištiti zbog izuzetno male gustoće i hlapljivosti. Ukapljivanje, kemijsko vezivanje ili kompresija su načini skladištenja, ali oni imaju svoje nedostatke. Ukapljivanje zahtijeva ogromnu količinu energije da bi temperatura bila niska, a kompresija zahtijeva visokokvalitetno brtvljenje zbog male veličine molekula vodika. Kemijska veza stvara elektromagnetsku vezu između molekula vodika i drugog elementa. Prema HILTechu, spojevi za hvatanje vodika moraju biti tekućine ili metali. Ovi materijali lakše prenose električni naboj, posebno pri nižim temperaturama; stoga dobro rade kako bi omogućili kemijske i elektromagnetske veze.
