कैसे करें लिक्विड हाइड्रोजन

विषय

• टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
• तरल हाइड्रोजन का उपयोग करता है
• गैस को तरल में बदलना
• क्रिटिकल प्रेशर में आ रहा है
• चीजों को ठंडा रखना

ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व हाइड्रोजन है। एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन से बना, यह मानव जाति के लिए जाना जाने वाला सबसे हल्का तत्व है - और पृथ्वी पर इसकी बहुतायत के साथ ऊर्जा ले जाने की क्षमता के कारण, हाइड्रोजन एक क्लीनर, अधिक कुशल बिजली आपूर्ति की कुंजी हो सकती है। हालांकि, जब उपयोग के लिए हाइड्रोजन को संचय करने के कार्य की बात आती है, तो स्पष्ट करने के लिए एक बाधा है: हाइड्रोजन डिफ़ॉल्ट रूप से एक गैस के रूप में मौजूद है लेकिन तरल के रूप में संग्रहीत होने पर सबसे उपयोगी है। दुर्भाग्य से, तरल पानी में भाप को मोड़ना जितना आसान नहीं होता है, उतने हाइड्रोजन को गर्म करना। तरल हाइड्रोजन बनाने में बहुत अधिक काम लगता है - लेकिन ऐसा करने के तरीके लगभग 150 वर्षों से मौजूद हैं, और वैज्ञानिक इसे हर समय आसान बना रहे हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)

जबकि हाइड्रोजन को मुख्य रूप से एक बार में बड़ी मात्रा में तत्व को स्टोर करने के लिए तरलीकृत किया जाता है, तरल हाइड्रोजन का उपयोग क्रायोजेनिक कूलेंट के रूप में किया जाता है, उन्नत ईंधन कोशिकाओं के एक घटक के रूप में और ईंधन का एक महत्वपूर्ण घटक अंतरिक्ष शटल के इंजनों को शक्ति प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन को लिक्विड करने के लिए, इसे अपने महत्वपूर्ण दबाव में लाया जाना चाहिए और फिर 33 डिग्री केल्विन से नीचे के तापमान तक ठंडा किया जाना चाहिए।

तरल हाइड्रोजन का उपयोग करता है

जबकि वैज्ञानिक अभी भी हाइड्रोजन को एक उपयोगी, बड़े पैमाने पर बिजली स्रोत में बदलने के तरीकों पर शोध कर रहे हैं, तरल हाइड्रोजन का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। सबसे प्रसिद्ध, नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियां ​​बड़े रॉकेटों को तरल हाइड्रोजन और ऑक्सीजन और फ्लोरीन जैसी अन्य गैसों के संयोजन का उपयोग करती हैं - और पृथ्वी के वातावरण के बाहर, तरल रूप में संग्रहीत हाइड्रोजन को अंतरिक्ष वाहनों को स्थानांतरित करने के लिए एक प्रणोदक के रूप में उपयोग किया जाता है। पृथ्वी पर, तरल हाइड्रोजन ने क्रायोजेनिक कूलेंट के रूप में और उन्नत ईंधन कोशिकाओं के एक घटक के रूप में व्यापक उपयोग पाया है जो एक दिन पावर कार, घरों और कारखानों में हो सकता है।

गैस को तरल में बदलना

पृथ्वी के प्राकृतिक तापमान रेंज, वायुमंडलीय दबाव और गुरुत्वाकर्षण के तहत सभी तत्व समान व्यवहार नहीं करते हैं। पानी इस मायने में अद्वितीय है कि वह इन परिस्थितियों में अपने ठोस, तरल और गैसीय अवस्थाओं के बीच बदल सकता है, लेकिन लौह डिफ़ॉल्ट रूप से ठोस होता है - जबकि हाइड्रोजन सामान्य रूप से गैस है। तत्वों को तरल पदार्थ में बदल दिया जा सकता है और अंत में गैस को तब तक गर्म किया जा सकता है जब तक कि तत्व अपने पिघलने और फिर क्वथनांक तक नहीं पहुंच जाता है, और गैसें रिवर्स में काम करती हैं: तात्विक संरचना के बावजूद, गैस को ठंडा करके तरलीकृत किया जा सकता है, बिंदु पर तरल में बदल जाता है संघनन और ठोस जमने के बिंदु पर। उपयोग के लिए हाइड्रोजन को प्रभावी रूप से संग्रहीत और परिवहन करने के लिए, गैसीय तत्व को पहले एक तरल में बदलना चाहिए, लेकिन हाइड्रोजन जैसे तत्व जो पृथ्वी पर मौजूद हैं, डिफ़ॉल्ट रूप से गैसों को तरल पदार्थ में बदलने के लिए ठंडा नहीं किया जा सकता है। इन गैसों को पहले दबाव देना चाहिए, ऐसी परिस्थितियाँ बनाने के लिए जहाँ तरल तत्व मौजूद हो सकता है।

क्रिटिकल प्रेशर में आ रहा है

हाइड्रोजन्स उबलते बिंदु अविश्वसनीय रूप से कम है - केवल 21 डिग्री केल्विन (लगभग -421 डिग्री फ़ारेनहाइट) के तहत, तरल हाइड्रोजन एक गैस में बदल जाएगा। और क्योंकि शुद्ध हाइड्रोजन अविश्वसनीय रूप से ज्वलनशील है, क्योंकि सेफटीज़ के लिए हाइड्रोजन को द्रवीभूत करने के लिए पहला कदम अपने महत्वपूर्ण दबाव में लाना है - वह बिंदु, जिस पर, भले ही हाइड्रोजन अपने महत्वपूर्ण तापमान पर हो (तापमान जिस पर दबाव अकेले गैस को चालू नहीं कर सकता है एक तरल पदार्थ में), इसे द्रवीभूत करने के लिए मजबूर किया जाएगा। हाइड्रोजन को कंडेनसर, थ्रॉटल वाल्व और कम्प्रेसर की एक श्रृंखला के माध्यम से पंप किया जाता है ताकि इसे 13 बार के दबाव में लाया जा सके, या पृथ्वी के मानक वायुमंडलीय दबाव से लगभग 13 गुना। जबकि ऐसा होता है, हाइड्रोजन को अपने तरल रूप में रखने के लिए ठंडा किया जा रहा है।

चीजों को ठंडा रखना

जबकि तरल अवस्था को बनाए रखने के लिए हाइड्रोजन पर हमेशा दबाव डाला जाना चाहिए, इसे तरल रखने के लिए इसे ठंडा करने की प्रक्रिया अलग हो सकती है। छोटे, विशेष शीतलन इकाइयों का उपयोग किया जा सकता है, शक्तिशाली हीट एक्सचेंजर्स के रूप में जो दबाव प्रक्रिया के साथ काम करते हैं। भले ही, तरल बनने के लिए हाइड्रोजन गैस को कम से कम 33 डिग्री केल्विन (हाइड्रोजेनस महत्वपूर्ण तापमान) के तहत लाया जाना चाहिए। ये सुनिश्चित करने के लिए कि इन रूपों में तरल हाइड्रोजन रहता है, इन तापमानों को हर समय बनाए रखा जाना चाहिए; तापमान पर केवल 21 डिग्री केल्विन के तहत, आप हाइड्रोजन क्वथनांक तक पहुँचते हैं, और तरल तत्व अपने गैसीय अवस्था में वापस आने लगेगा। यह तापमान और दबाव रखरखाव वही है जो इस समय तरल हाइड्रोजन का भंडारण, परिवहन और उपयोग करना महंगा बनाता है।