Flüssiger Wasserstoff (LH2 oder LH) ist der flüssige Staat des Element-Wasserstoffs. Wasserstoff wird natürlich in der molekularen H-Form gefunden.

Um als eine Flüssigkeit zu bestehen, muss H oben unter Druck gesetzt und unter dem Kritischen Punkt von Wasserstoff abgekühlt werden. Jedoch, für Wasserstoff, um in einem vollen flüssigen Staat zu sein, ohne von zu kochen, muss es zu 20.28 K (423.17 °F /  252.87°C), während noch unter Druck gesetzt, abgekühlt werden. Eine übliche Methodik, flüssigen Wasserstoff zu erhalten, schließt einen Kompressor ein, der einem Düsenantrieb sowohl im Äußeren als auch in Grundsatz ähnelt. Flüssiger Wasserstoff wird normalerweise als eine konzentrierte Form der Wasserstofflagerung verwendet. Als in jedem Benzin versorgend braucht man so flüssig weniger Raum als Speicherung davon wie ein Benzin bei der normalen Temperatur und dem Druck, jedoch ist die flüssige Dichte im Vergleich zu anderen allgemeinen Brennstoffen sehr niedrig. Einmal verflüssigt kann es als eine Flüssigkeit in unter Druck gesetzten und thermisch isolierten Behältern aufrechterhalten werden.

Flüssiger Wasserstoff besteht aus 99.79-%-Parawasserstoff, 0.21 % orthohydrogen.

Geschichte

1756 - Die erste dokumentierte öffentliche Demonstration der künstlichen Kühlung durch William Cullen, Gaspard Monge hat das erste flüssige erzeugende Gasschwefel-Dioxyd 1784 verflüssigt. Michael Faraday hat Ammoniak verflüssigt, um das Abkühlen zu verursachen, Oliver Evans hat die erste geschlossene Stromkreis-Kühlungsmaschine 1805 entworfen, Jacob Perkins hat die erste Kühlen-Maschine 1834 patentiert, und John Gorrie hat seine mechanische Kühlungsmaschine 1851 in den Vereinigten Staaten patentiert, um Eis zu machen, um die Luft abzukühlen, Siemens hat das Verbessernde kühl werdende Konzept 1857 eingeführt, Carl von Linde hat Ausrüstung patentiert, um Luft mit dem Ziegel Vergrößerungsprozess von Joule Thomson und das verbessernde Abkühlen 1876 zu verflüssigen, 1885 hat Zygmunt Florenty Wróblewski die kritische Temperatur von Wasserstoff als 33 K veröffentlicht; kritischer Druck, 13.3 Atmosphären; und Siedepunkt, 23 K.

Wasserstoff wurde zum ersten Mal von James Dewar 1898 durch das Verwenden des verbessernden Abkühlens und seiner Erfindung, der Thermosflasche verflüssigt. Die erste Synthese der stabilen Isomer-Form von flüssigem Wasserstoff, Parawasserstoff wurde von Paul Harteck und Karl Friedrich Bonhoeffer 1929 erreicht.

Spinnen Sie isomers von Wasserstoff

Raumtemperaturwasserstoff besteht größtenteils aus der Orthohydrogen-Form. Nach der Produktion ist flüssiger Wasserstoff in einem Metastable-Staat und muss in den Parawasserstoff isomer Form umgewandelt werden, um die exothermic Reaktion zu vermeiden, die vorkommt, wenn es sich bei niedrigen Temperaturen ändert, wird das gewöhnlich mit einem Katalysator wie Eisenoxyd, aktivierter Kohlenstoff, platinized Asbest, seltene Erdmetalle, Uran-Zusammensetzungen, durchgeführt

Chromic-Oxyd oder einige Nickel-Zusammensetzungen.

Gebrauch

Es ist ein allgemeiner flüssiger Rakete-Brennstoff für Rakete-Anwendungen. In den meisten durch flüssigen Wasserstoff angetriebenen Raketentriebwerken kühlt es zuerst die Schnauze und anderen Teile ab, bevor es mit dem Oxydationsmittel (gewöhnlich flüssiger Sauerstoff (Flüssigsauerstoff)) und verbrannt gemischt wird, um Wasser mit Spuren des Ozons und Wasserstoffperoxids zu erzeugen. Praktische H2/O2 Raketentriebwerke laufen kraftstoffreich, so dass das Auslassventil etwas unverbrannten Wasserstoff enthält. Das reduziert Verbrennungsraum und Schnauze-Erosion. Es reduziert auch das Molekulargewicht des Auslassventils, das wirklich spezifischen Impuls trotz des unvollständigen Verbrennens vergrößern kann.

Flüssiger Wasserstoff kann als die Kraftstofflagerung in einem inneren Verbrennungsmotor oder Kraftstoffzelle verwendet werden. Verschiedene Unterseeboote (Unterseeboot des Typs 212, Unterseeboot des Typs 214) und Konzeptwasserstofffahrzeuge sind mit dieser Form von Wasserstoff gebaut worden (sieh DeepC, BMW H2R). Wegen seiner Ähnlichkeit können Baumeister manchmal modifizieren und Ausrüstung mit für LNG entworfenen Systemen teilen. Jedoch, wegen der niedrigeren volumetrischen Energie, sind die für das Verbrennen erforderlichen Wasserstoffvolumina groß. Wenn LH2 statt wasserstoffangetriebener Gaskolbenmotoren nicht eingespritzt wird, gewöhnlich verlangen größere Kraftstoffsysteme. Wenn direkte Einspritzung nicht verwendet wird, behindert eine strenge Gasversetzungswirkung auch maximales Atmen und Zunahmen, die Verluste pumpen.

Flüssiger Wasserstoff wird auch verwendet, um im Neutronzerstreuen zu verwendende Neutronen abzukühlen. Da Neutronen und Wasserstoffkerne ähnliche Massen haben, ist der kinetische Energieaustausch pro Wechselwirkung (elastische Kollision) maximal. Schließlich wurde überhitzter flüssiger Wasserstoff in vielen Luftblase-Raum-Experimenten verwendet.

Eigenschaften

Das Nebenprodukt seines Verbrennens mit Sauerstoff allein ist Wasserdampf (obwohl, wenn sein Verbrennen mit Sauerstoff und Stickstoff ist, es toxische Chemikalien bilden kann), der mit etwas vom flüssigen Wasserstoff abgekühlt werden kann. Da Wasser harmlos zur Umgebung, ein Motor betrachtet wird, der brennt, kann es "als Nullemissionen betrachtet werden." Flüssiger Wasserstoff hat auch eine viel höhere spezifische Energie als Benzin, Erdgas oder Diesel.

Die Dichte von flüssigem Wasserstoff ist nur 70.99 g/L (für Atomwasserstoff an 20 K), eine Verhältnisdichte gerade 0.07. Obwohl die spezifische Energie ungefähr zweimal mehr als das anderer Brennstoffe ist, gibt das ihr eine bemerkenswert niedrige volumetrische Energiedichte, viele falten sich tiefer.

Flüssiger Wasserstoff verlangt kälteerzeugende Speichertechnik wie spezielle thermisch isolierte Behälter und verlangt das spezielle für alle kälteerzeugenden Brennstoffe übliche Berühren. Das ist dem ähnlich, aber strenger als flüssiger Sauerstoff. Sogar mit thermisch isolierten Behältern ist es schwierig, solch eine niedrige Temperatur zu behalten, und der Wasserstoff wird weg (normalerweise an einer Rate von 1 % pro Tag) allmählich lecken. Es teilt auch viele derselben Sicherheitsprobleme wie andere Formen von Wasserstoff, sowie zu sein, der kalt genug ist, um sich zu verflüssigen (und vielleicht fest zu werden), atmosphärischer Sauerstoff, der eine Explosionsgefahr sein kann.

Siehe auch

• Wasserstoffsicherheit
• Komprimierter Wasserstoff
• Cryo-Adsorption
• Vergrößerungsverhältnis
• Benzingallone gleichwertiger
• Industriebenzin
• Schneematsch-Wasserstoff
• Fester Wasserstoff
• Metallischer Wasserstoff
• Wasserstoffinfrastruktur
• Flüssiges Wasserstoffzisterne-Auto
• Flüssiger Wasserstoff tanktainer
• Flüssiger Wasserstofftankwagen
• Verflüssigung von Benzin