Для чего используется жидкий водород?

Водород является самым распространенным элементом на земле. Это найдено по всей природе, как правило, в сочетании с другими элементами. Воздух, вода, минералы и кислоты содержат водород. Поскольку водорода так много, многие ученые изучают его, чтобы определить новые и инновационные способы его использования.

Что это такое?

В нашей атмосфере водород естественным образом встречается в виде газа. Это газ без запаха, цвета и вкуса, нетоксичный. В своем газообразном состоянии он очень стабилен из-за своей высокой прочности связи. Когда газ охлаждается до температуры кипения -423 градусов по Фаренгейту, он становится жидкостью. Будучи жидкостью, водород бесцветен и не вызывает коррозии – однако из-за очень низких температур оборудование должно быть специализированным, и при обращении с ним необходимо соблюдать особую осторожность.

Общественный транспорт

Есть некоторые системы общественного транспорта, которые используют жидкий водород для питания своих автобусов. Автобусы и другие виды общественного транспорта требуют более длительных часов работы и более дальних расстояний – жидкий водород в качестве топлива может удовлетворить эти потребности.

Авиакомпания

Жидкий водород – это топливо, используемое в первом в мире беспилотном летательном аппарате. Этот автомобиль используется для отслеживания ураганов, поскольку он может достигать высоты до 98 000 футов над уровнем моря и работать 24 часа без дозаправки. Технология, используемая для разработки этого корабля, может привести к дальнейшим прорывам в авиационной отрасли.

Космическая программа

Жидкий водород используется в качестве ракетного топлива. Космическая программа США использует жидкий водород в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя. Хотя водород и создает некоторые проблемы при хранении, эта комбинация обеспечивает наибольшую мощность на галлон, а это означает, что задание можно выполнить с меньшим количеством топлива и, следовательно, с меньшим количеством транспортных средств.

Топливо будущего

Некоторые говорят, что жидкий водород – топливо будущего, потому что это «чистое» горение. Сжигание жидкого водорода не производит загрязняющих веществ: единственным побочным продуктом является вода, которая на самом деле будет полезна для нашей окружающей среды. Начиная с конца 1990-х годов производители автомобилей, в том числе BMW, разработали несколько водородных автомобилей. Однако существует много препятствий и проблем, которые необходимо сначала решить, чтобы водород стал топливом, доступным для всех.

Опасности и проблемы

Использование и работа с жидким водородом опасно, потому что он легко воспламеняется, может вызвать удушье и ожоги из-за воздействия чрезвычайно низких температур. Следующие факты о жидком водороде представляют собой проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы использовать его в повседневной жизни. Водород любит находиться в газообразном состоянии. Жидкое состояние должно быть очень холодным, и даже когда температура поддерживается, изоляция не идеальна, и жидкий водород будет испаряться со скоростью около 1,7 процента в день. Инфраструктура Соединенных Штатов должна была бы кардинально измениться. По данным Национального исследовательского совета, в следующие 15 лет потребуется около 55 миллиардов долларов на создание установок, способных производить жидкий водород в достаточно больших количествах, чтобы поддерживать транспортировку в повседневной жизни. Жидкий водород имеет плотность 0,07 грамма на кубический сантиметр, что означает, что водородный бак для автомобиля должен быть намного больше, чем в настоящее время. Поскольку значительные количества водорода не доступны в природе в чистом виде, вопрос, где взять водород, также является вопросом, на который необходимо ответить. Водород чаще всего извлекается из природного газа путем паровой конверсии метана. Он также может быть извлечен из угля и воды с помощью электролиза. Однако какой бы метод ни был выбран, все они используют значительное количество ресурсов, будь то природный газ, уголь или электричество, и количество водорода, получаемого для превращения в энергию, не стоит энергии, затраченной на ее получение. Несмотря на то, что существуют серьезные проблемы, факты, свидетельствующие о том, что водород настолько распространен и может гореть без добавления парниковых газов, дают достаточное обещание, что будущее использование изучается с каждым днем.


*