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水素は自然に気体の状態で存在します。ガスは適用されるとその温度と圧力を変化させ、熱と圧力を取り除きます。 AstronautixのWebサイトによると、水素は20.24°Kまたは-252.87°Cで液化します。水素は非常に低い温度に達するため、大量のエネルギーを消費しますが、ジュールトムソン効果によりプロセスが減衰します。この効果は、ガスが圧力変化を受けたときのガスの動作を決定します。ほとんどのガスでは、圧力降下により周囲温度が下がりますが、温度が特定のポイントに下がると、動作が逆になります。水素とヘリウムの場合、これは反対です。極端に低い温度では、圧力の上昇によりガス温度が低下します。
ジュールトムソン効果
回生冷却
NASAによれば、再生ガスは圧縮ガスを膨張させることで機能します。冷却水素製造業者は通常、このプロセスを使用します。まず、冷却された水素を特定の濃度の液体窒素に導入し、その温度をさらに低下させます。ガスが膨張すると、その環境は熱を失い、熱交換器を通過します。液体水素の場合、液体窒素と接触しているバルブを通して膨張が起こります。その後、水素を再加圧し、液化するまでこのプロセスを繰り返すことができます。
液体水素貯蔵
HILTechのWebサイトでは、密度と揮発性が非常に低いため、水素は自然な状態では効果的に貯蔵できないと説明されています。液化、化学結合、または圧縮作業は保管方法ですが、欠点があります。液化には温度を低く保つために膨大なエネルギーが必要であり、水素分子のサイズが小さいため、圧縮には高品質のシーリングが必要です。化学結合は、水素分子と別の元素の間に電磁結合を作成します。 HILTechによれば、水素捕獲化合物は液体または金属でなければなりません。これらの材料は、特に低温でより簡単に電荷を運びます。したがって、それらは化学的および電磁的接続を可能にするためにうまく機能します。
