Vloeibare waterstof: eigenschappen en toepassingen

Vloeibare waterstof - een van de geaggregeerde staten van waterstof. Wijs meer gas en vaste stof van dit element. En als de gasvorm is bekend bij velen, de resterende twee extreme toestanden roepen vragen op.

verhaal

Vloeibare waterstof werd alleen verkregen in de dertiger jaren van de vorige eeuw, maar deze chemie is ver over de ontwikkeling van deze methode gasopslag en toepassing komen.

Koeling experimenteel begon om te gebruiken in het midden van de achttiende eeuw in Engeland. In 1984 ontving hij de vloeibaar zwaveldioxide en ammoniak. Op basis van deze studies, twintig jaar later ontwikkelde hij de eerste koelkast, en in een ander dertig jaar Perkins een officieel patent voor zijn uitvinding heeft uitgegeven. In 1851, aan de andere kant van de Atlantische Oceaan Dzhon Gori zei op de rechten van de oprichting van de airconditioner.

Waterstof kwam pas in 1885, toen een Pool Wroblewski in zijn artikel dat bekend het kookpunt van dit element 23 Kelvin, de piektemperatuur - 33 Kelvin, en de kritische druk 13 atmosfeer. Na deze verklaring om een vloeibare waterstof geprobeerd Dzheyms Dyuar in de late 19e eeuw te maken, maar de stabiliteit van de stof was niet gebeurd.

fysische eigenschappen

Deze aggregatietoestand wordt gekenmerkt door een zeer lage materiaaldichtheid - honderdste gram per kubieke centimeter. Dit maakt het mogelijk relatief kleine houders gebruiken om vloeibare waterstof op te slaan. Het kookpunt slechts 20 Kelvin (-252 graden Celsius) en deze stof bevriest al op 14 graden Kelvin.

De vloeistof heeft geen geur, kleur en smaak. Mengen met zuurstof kan explosie helft van de gevallen. Bij het bereiken van het kookpunt van waterstof gaat in de gasvormige toestand en het volume neemt toe met 850 maal.

Na het vloeibaar maken van waterstof wordt in geïsoleerde houders, die wordt ondersteund door een lage druk en temperatuur in het traject 15-19 Kelvin.

prevalentie waterstof

Vloeibare waterstof kunstmatig geproduceerd en in de vrije natuur niet voorkomt. Als u geen rekening met de totale staten, de waterstof - de meest voorkomende element niet alleen op aarde, maar in het hele universum. Het bestaat uit de sterren (waaronder onze zon), vulden zij de ruimte tussen hen. Waterstof is betrokken bij fusiereacties, en kunnen een wolk vormen.

aardkorst dat element neemt slechts ongeveer een procent van de totale hoeveelheid van de stof. Zijn rol in ons ecosysteem kan worden geschat op basis van het feit dat het aantal waterstofatomen in het aantal tweede slechts aan zuurstof. Op onze planeet, zijn bijna alle aandelen van H ₂ gebonden. Waterstof - een onderdeel van alle levende wezens.

het gebruik van

Vloeibare waterstof (temperatuur -252 ° C) wordt gebruikt als mal voor de opslag van benzine en andere geraffineerde petroleumderivaten. Bovendien is de huidige stand van de transport concept dat de vloeibare waterstof zou kunnen gebruiken als brandstof in plaats van aardgas. Dit zou de productiekosten van waardevolle hulpbronnen te verminderen en de uitstoot te verminderen. Maar zolang het optimale ontwerp van de motor en werd niet gevonden.

Vloeibare waterstof wordt veel gebruikt als koelmiddel fysici hun experimenten met neutronen. Aangezien de massa van de elementaire deeltjes en de waterstofkern zijn nagenoeg gelijk, energie-uitwisseling is zeer efficiënt daartussen.

Voordelen en obstakels

Vloeibare waterstof maakt langzame opwarming van de atmosfeer en de hoeveelheid broeikasgassen, indien gebruikt als brandstof voor voertuigen. In zijn interactie met lucht (na het passeren door het inwendige verbrandingsmotor) zal water en kleine hoeveelheden stikstofoxide.

Echter, dit idee heeft zijn eigen moeilijkheden, bijvoorbeeld, de methode van gasopslag en transport, evenals een verhoogd risico op brand of zelfs een explosie. Zelfs indien alle voorzorgsmaatregelen om de verdamping te voorkomen waterstof is onmogelijk.

drijfgas

Vloeibare waterstof (opslagtemperatuur tot 20 Kelvin) bestanddeel van drijfgas. Het heeft verschillende functies:

1. Koeling van motoronderdelen en het mondstuk te beschermen tegen oververhitting.
2. Vastzetten staven na mengen met zuurstof en verwarming.

Modern raketmotoren werken op een combinatie van waterstof en zuurstof. Dit helpt om de gewenste snelheid te bereiken om de aantrekkingskracht van de aarde te overwinnen, en al van het vliegtuig te houden, zonder hen te onderwerpen aan de inwerking van extreme temperaturen.

Op dit moment is er slechts een raket, die volledig gebruik maakt van waterstof als brandstof. Meestal wordt vloeibaar waterstof vereist bovenste trappen, of die inrichtingen die het meeste werk in vacuo gescheiden houden. Van de onderzoekers waren suggesties om de half-bevroren vorm van het element te gebruiken om de dichtheid ervan te verhogen.