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L'hydrogène existe naturellement à l'état gazeux. Les gaz changent de température et de pression lorsqu'ils sont appliqués et éliminent la chaleur et la pression. Selon le site Astronautix, l'hydrogène se liquéfie à 20,24 ° K, soit -252,87 ° C. Ils atteignent une température si basse qu'ils consomment une grande quantité d'énergie, mais l'effet Joule-Thomson atténue le processus. Cet effet dicte le comportement des gaz lorsqu'ils subissent un changement de pression. Pour la plupart des gaz, une chute de pression diminue la température ambiante, mais le comportement s'inverse lorsque la température baisse jusqu'à un certain point. Pour l'hydrogène et l'hélium, c'est le contraire: à des températures extrêmement basses, une augmentation de la pression fait chuter la température du gaz.
L'effet Joule-Thomson
Refroidissement régénératif
Selon la NASA, le refroidissement régénératif fonctionne en permettant à un gaz comprimé de se dilater. Les fabricants d'hydrogène de refroidissement utilisent généralement ce processus.Premièrement, ils introduisent l'hydrogène refroidi à une certaine concentration d'azote liquide, ce qui diminue encore plus sa température. Lorsque le gaz se dilate, son environnement perd de la chaleur et passe à travers un échangeur de chaleur. Dans le cas de l'hydrogène liquide, la détente se produit à travers une vanne en contact avec l'azote liquide. L'hydrogène peut ensuite être repressurisé et le processus peut être répété jusqu'à la liquéfaction.
Stockage d'hydrogène liquide
Le site Web HILTech explique que l'hydrogène ne peut, dans son état naturel, être stocké efficacement, en raison de sa densité et de sa volatilité extrêmement faibles. La liquéfaction, le collage chimique ou les travaux de compression sont des moyens de stockage, mais ils ont leurs inconvénients. La liquéfaction nécessite une énorme quantité d'énergie pour maintenir la température basse, et la compression nécessite une étanchéité de haute qualité, en raison de la petite taille des molécules d'hydrogène. La liaison chimique crée une liaison électromagnétique entre les molécules d'hydrogène et un autre élément. Selon HILTech, les composés de capture d'hydrogène doivent être des liquides ou des métaux. Ces matériaux transportent plus facilement la charge électrique, en particulier à des températures plus basses; par conséquent, ils fonctionnent bien pour rendre les connexions chimiques et électromagnétiques possibles.
