液态氢：性质及应用

液态氢是氢的聚集状态之一。 该元件的气态和固体状态也是区别的。 如果气体形式是众所周知的，则另外两个极端状态会引起问题。

故事

仅在上个世纪三十年代才获得液态氢，但在此之前，化学已经开发了储存气体和应用的方法。

人造冷却实验开始在十八世纪中期在英国应用。 1984年，他们收到液化二氧化硫和氨。 根据这些研究，第二台冰箱是二十年后开发的，三十年后，珀金斯正式发明了官方专利。 在1851年，在大西洋的另一边，约翰·戈里宣布创造空调的权利。

仅在1885年才出现氢气，当时Pole Vroblevsky在文章中宣布，该元素的沸点为23开尔文，峰值温度为33开尔文，临界压力为13大气压。 在这个声明之后，詹姆斯·杜瓦尔（James Dewar）试图在19世纪末创造液态氢，但他没有得到稳定的物质。

物理性质

该 聚集状态的 特征在于非常低的物质密度 - 每立方厘米的克数百分之几。 这使得可以使用相对较小的容器来储存液态氢。 沸点仅为20开尔文（-252摄氏度），该物质已经以14开尔文冻结。

液体没有气味，颜色和味道。 将其与氧气混合可导致半数情况下的爆炸。 当达到沸点时，氢气变成气态，其体积增加了850倍。

在液化后，将氢气放置在绝热容器中，其保持低压和15至19开氏度的温度。

氢气流行

液态氢是人为生产的，不会在自然环境中发生。 如果我们不考虑总体状态，那么氢气是不仅在地球上，而且在宇宙中最常见的元素。 它由星星（包括我们的太阳）组成，它们之间充满了空间。 氢参与热核聚变的反应，也可形成云。

在地壳中，这个元素只占物质总量的大约百分之一。 它在我们生态系统中的作用可以通过以下事实来估计：氢原子数量仅次于氧。 在我们这个星球上，几乎所有的二氧化硫储量都处于有限的状态。 氢是所有生物的组成部分。

使用

液态氢（摄氏温度-252度）用于储存汽油和其他炼油衍生物的形式。 此外，目前正在开发可以使用液化氢作为燃料而不是天然气的运输概念。 这将降低采矿成本，减少对大气的排放。 但直到找不到最佳的发动机设计。

物理学家在实验中使用液态氢作为冷却器。 由于基本粒子和氢核的质量几乎相等，它们之间的能量交换是非常有效的。

优点和障碍

如果作为汽车的燃料使用液态氢，可以减缓大气的加热并减少温室气体的量。 当与空气相互作用（通过内燃机后），将形成水和少量的一氧化氮。

然而，这个想法有其自身的困难，例如储存和运输气体的方式，以及增加的点火危险甚至爆炸的危险。 即使采取了所有预防措施，也不会阻止氢气蒸发。

导弹燃料

液态氢（储存温度高达20开尔文）是 火箭燃料 的组成部分之一 。 它有几个功能：

1. 发动机部件的冷却和喷嘴的保护不会过热。
2. 在氧气和加热混合后提供牵引力。

现代 火箭发动机 采用氢氧气的组合。 这有助于达到所需的速度，以克服地球的吸引力，同时保持飞机的所有部分不会使其暴露在过高的温度。

目前，只有一个火箭充分利用氢气作为燃料。 在大多数情况下，需要液态氢来分离火箭的上段，或者在真空中将大部分工作花费的装置中。 研究人员提出了使用这种元素的半冻形式增加其密度的建议。