Inhalt
Wasserstoff liegt natürlich im gasförmigen Zustand vor. Die Gase ändern beim Aufbringen ihre Temperatur und ihren Druck und entziehen Wärme und Druck. Laut der Astronautix-Website verflüssigt sich Wasserstoff bei 20,24 ° K oder -252,87 ° C. Sie erreichen eine Temperatur, die so niedrig ist, dass sie viel Energie verbrauchen, aber der Joule-Thomson-Effekt schwächt den Prozess ab. Dieser Effekt bestimmt das Verhalten von Gasen, wenn sie einer Druckänderung unterliegen. Bei den meisten Gasen verringert ein Druckabfall die Umgebungstemperatur, das Verhalten kehrt sich jedoch um, wenn die Temperatur auf einen bestimmten Punkt abfällt. Für Wasserstoff und Helium ist dies das Gegenteil - bei extrem niedrigen Temperaturen führt ein Druckanstieg dazu, dass die Gastemperatur sinkt.
Der Joule-Thomson-Effekt
Regenerative Kühlung
Laut NASA funktioniert die regenerative Kühlung, indem sich ein komprimiertes Gas ausdehnt. Hersteller von Kühlwasserstoff verwenden normalerweise dieses Verfahren.Zunächst führen sie den abgekühlten Wasserstoff in eine bestimmte Konzentration an flüssigem Stickstoff ein, wodurch seine Temperatur noch weiter sinkt. Wenn sich das Gas ausdehnt, verliert seine Umgebung Wärme und passiert einen Wärmetauscher. Bei flüssigem Wasserstoff erfolgt die Expansion durch ein Ventil, das mit flüssigem Stickstoff in Kontakt steht. Der Wasserstoff kann dann wieder unter Druck gesetzt werden und der Vorgang kann bis zur Verflüssigung wiederholt werden.
Speicherung von flüssigem Wasserstoff
Auf der HILTech-Website wird erklärt, dass Wasserstoff in seinem natürlichen Zustand aufgrund seiner extrem geringen Dichte und Flüchtigkeit nicht effektiv gespeichert werden kann. Verflüssigung, chemische Bindung oder Kompressionsarbeiten sind Lagerungsmöglichkeiten, haben jedoch ihre Nachteile. Die Verflüssigung erfordert eine enorme Energiemenge, um die Temperatur niedrig zu halten, und die Kompression erfordert aufgrund der geringen Größe der Wasserstoffmoleküle eine qualitativ hochwertige Versiegelung. Die chemische Bindung erzeugt eine elektromagnetische Bindung zwischen den Wasserstoffmolekülen und einem anderen Element. Wasserstoffeinfangverbindungen müssen laut HILTech Flüssigkeiten oder Metalle sein. Diese Materialien tragen leichter elektrische Ladung, insbesondere bei niedrigeren Temperaturen; Daher funktionieren sie gut, um chemische und elektromagnetische Verbindungen zu ermöglichen.
