Hidrogen lichid

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Structură

Hidrogen lichid

Caractere generale
Nume Hidrogen lichid
Alte denumiri LH2
Formula chimică H2
Numărul-CAS 1333-74-0
Descriere scurtă lichid incolor
Proprietăți
Masă molară 2,016[1]
Stare de agregare lichid
Densitate g/cm³ 0,071[1]
Refracția
Duritate
Punct de topire −259,14 °C (14,01 K)
Punct de fierbere −252,87 °C (20,28 K)[2]
Punct critic 12,9 bar, −239,9 °C[1]
Valoarea pKs
Solubilitate

Hidrogenul lichid (LH2 sau LH2) este starea lichidă a elementului hidrogen, care în stare naturală se află în formă moleculară H2.

Pentru a-l lichefia, H2 trebuie comprimat și răcit la temperatură foarte joasă, de 20,28 K (−252,87 °C). O metodă obișnuită de lichefiere a hidrogenului este comprimarea într-un compresor centrifugal, răcirea sa și destinderea într-un turbodetentor, similar cu funcționarea unui motor turboreactor. Ca la orice alt gaz, lichefierea hidrogenului este o formă uzuală de stocare a sa și este păstrat în vase izolate termic, sub presiune.

Hidrogenul lichid este constituit din izomerii de spin: 99,79 % para și 0,21 % orto.[3]

Istoric[modificare | modificare sursă]

În 1885 Zygmunt Florenty Wróblewski a publicat pentru hidrogen valorile de 33 K pentru temperatura critică, 13,3 atmosfere pentru presiunea critică și 23 K pentru temperatura de fierbere, Lichefierea propriu-zisă a fost făcută pentru prima dată de James Dewar în 1898 folosind un ciclul de răcire în trepte și invenția sa, vasul Dewar. Prima sinteză a izomerului para, stabil în formă lichidă, a fost făcută în 1929 de către Paul Harteck și Karl Friedrich Bonhoeffer.

Utilizări[modificare | modificare sursă]

Vas pentru hidrogen lichid la Museum Autovision, Linde, Altlußheim, Germania.

Hidrogenul lichid, stocat în instalații criogenice este folosit drept combustibil pentru rachete, motoare cu ardere internă sau pile de combustie. Exemple de aplicații sunt submarinele de tip 212 sau 214 și diverse prototipuri de mașini, ca DeepC, BMW H2R.

Sistemele care folosesc LH2 sunt similare cu sistemele care folosesc GPL, însă, datorită densității scăzute, volumele sunt mai mari, la fel instalațiile de pompare și injecție.

Hidrogenul lichid este folosit și la moderarea neutronilor, deoarece masa atomilor de hidrogen este similară cu a acestora, astfel că transferul de energie cinetică în timpul coliziunilor este maxim.

Avantaje[modificare | modificare sursă]

Arderea este practic perfectă, rezultând practic doar apă. În acest sens, este considerată cu „emisii zero”.

Dezavantaje[modificare | modificare sursă]

Datorită faptului că temperatura sa de fierbere este foarte scăzută, necesită instalații criogenice pentru răcirea recipientelor în care este stocat. De asemenea, izolarea termică a acestor recipiente este dificilă, astfel că apar pierderi prin evaporare. Cuantumul obișnuit al acestor pierderi este de 1 % pe zi.[4]

De asemenea, în afară de măsurile de protecție obișnuite în cazul altor forme de hidrogen, trebuie ținut cont că temperatura sa scăzută poate lichefia oxigenul din aer, cu care dacă se amestecă apare pericolul de explozie.

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ a b c Information specific to liquid hydrogen, harvard.edu, accesat 12 iunie 2009
  2. ^ IPTS-1968, iupac.org, accesat 12 iunie 2009
  3. ^ Liquid Air/LH2, astronautix.com, accesat 12 iunie 2009
  4. ^ Peter Kushnir - Hydrogen As an Alternative Fuel, army.mil, accesat 12 iun 2009