Comment est l'hydrogène liquide produit?

Le point d'ébullition d'hydrogène est? 253 degrés C. hydrogène liquide, notée LH2, est une fusée à propergol commun. Liquéfaction de l'hydrogène est utilisé aujourd'hui pour réduire le coût de transport de l'hydrogène. Examen récent de l'utilisation accrue de l'hydrogène pour le stockage de l'énergie (par exemple, pour une utilisation dans les voitures) a incité la poursuite des méthodes de production plus efficaces.
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Effet Joule-Thomson

Instrumental dans la liquéfaction du gaz est l'effet Joule-Thomson, qui stipule qu'un gaz, a permis d'élargir lentement d'une grande à une basse pression, subit un petit changement de température. La direction de ce changement dépend de la température initiale. La plupart des gaz à température ambiante cool quand élargis. La "température d'inversion " est le point au-dessous duquel l'expansion produit un refroidissement. Donc, la plupart des gaz ont une température d'inversion supérieure à la température ambiante. La température critique pour un atome d'hydrogène, cependant, est de 193 ° K pour liquéfier l'hydrogène, l'expansion doit pas commencer avant 193 degrés K soit atteinte.

En combinaison avec l'utilisation de sa température d'inversion, un procédé appelé "régénérative refroidissement " a été d'abord utilisé par James Dewar en 1898 pour créer de l'hydrogène liquide, mais une vapeur d'hydrogène moins stable avait été produit plus d'une décennie auparavant.
La clé de refroidissement régénératif était d'utiliser le gaz déjà refroidi simplement comme un liquide de refroidissement de gaz entrant plus, la création d'une sorte d'effet d'amorçage.

Dewar utilisé navires à double paroi, avec un vide entre les parois, pour empêcher l'introduction de chaleur par convection. Aujourd'hui, ces navires sont appelés dewars.

Les molécules d'hydrogène existent sous deux formes. Dans orthohydrogène, les deux protons d'hydrogène dans la molécule de spin de l'H2 dans le même sens. Dans parahydrogène, les deux noyaux tournent dans des directions opposées. En hydrogène liquide, orthohydrogène devenir parahydrogène spontanément. La conversion libère plus de chaleur que nécessaire pour vaporiser le liquide. Par conséquent, l'hydrogène liquéfié complètement évaporée sur la conversion à parahydrogène - même dans un conteneur parfaitement isolé. Pour éviter cela, l'hydrogène liquide est transformé catalytiquement être entièrement parahydrogène au cours du processus de liquéfaction.

Avec l'utilisation d'hydrogène liquide confiné à la recherche en laboratoire et de carburant de fusée, il ya eu peu de motivation à réduire les coûts de production au-delà de l'avantage des économies d'échelle.
Examen récent de l'utilisation accrue de l'hydrogène pour le stockage de l'énergie, cependant, a motivé la recherche de méthodes plus efficaces de liquéfaction d'hydrogène, en particulier un liquéfacteur magnétique.
Ces réfrigérateurs magnétiques expérimentaux font usage de l'effet magnéto-calorique, dans laquelle certains matériaux échappement magnétique ou absorber la chaleur avec l'application et le retrait d'un champ magnétique externe.