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¿Qué temperatura tiene el hidrógeno?

marzo 17, 2022
¿Qué temperatura tiene el hidrógeno?

Hidrógeno h2

Para existir como líquido, el H2 debe enfriarse por debajo de su punto crítico de 33 K. Sin embargo, para que se encuentre en estado totalmente líquido a presión atmosférica, el H2 debe enfriarse a 20,28 K (-252,87 °C; -423,17 °F)[5] Un método común para obtener hidrógeno líquido implica un compresor que se asemeja a un motor a reacción tanto en apariencia como en principio. El hidrógeno líquido se suele utilizar como una forma concentrada de almacenamiento de hidrógeno. Como en el caso de cualquier gas, almacenarlo como líquido ocupa menos espacio que almacenarlo como gas a temperatura y presión normales. Sin embargo, la densidad del líquido es muy baja en comparación con otros combustibles comunes. Una vez licuado, puede mantenerse como líquido en contenedores presurizados y aislados térmicamente.

El hidrógeno fue licuado por James Dewar en 1898 utilizando la refrigeración regenerativa y su invento, el matraz de vacío. La primera síntesis de la forma de isómero estable del hidrógeno líquido, el parahidrógeno, fue realizada por Paul Harteck y Karl Friedrich Bonhoeffer en 1929.

El parahidrógeno, en el que los dos espines nucleares son antiparalelos, es más estable que el ortohidrógeno, en el que los dos son paralelos. A temperatura ambiente, el hidrógeno gaseoso se encuentra mayoritariamente en la forma isomérica orto debido a la energía térmica, pero una mezcla enriquecida con orto sólo es metaestable cuando se liquida a baja temperatura. Lentamente sufre una reacción exotérmica para convertirse en el paraisómero, con la suficiente energía liberada en forma de calor como para provocar la ebullición de parte del líquido[6]. Para evitar la pérdida del líquido durante el almacenamiento a largo plazo, se convierte intencionadamente en el paraisómero como parte del proceso de producción, normalmente utilizando un catalizador como el óxido de hierro (III), el carbón activado, el amianto platinizado, los metales de tierras raras, los compuestos de uranio, el óxido de cromo (III) o algunos compuestos de níquel[6].

Densidad del hidrógeno kg/m3

El hidrógeno es un gas ultraligero que ocupa un volumen considerable en condiciones de presión estándar, es decir, la presión atmosférica. Para almacenar y transportar el hidrógeno de forma eficaz, este volumen debe reducirse considerablemente.

Se necesita un volumen de unos 11 m3 (que es el volumen del maletero de un gran vehículo utilitario o comercial) para almacenar sólo 1 kg de hidrógeno, que es la cantidad necesaria para recorrer 100 km. Por ello, hay que aumentar su densidad mediante una de las siguientes técnicas:

Para un transporte más fácil y eficaz, el hidrógeno se almacena en tanques o botellas compuestas. Los investigadores de Air Liquide trabajan en la resistencia mecánica de los materiales que componen estas botellas a lo largo del tiempo. Realizan pruebas de fatiga acelerada mediante ciclos de llenado y permeabilidad a muy alta presión para garantizar su perfecta estanqueidad. Toda esta investigación sentará las bases científicas del comportamiento de los materiales y permitirá determinar los criterios de dimensionamiento de los depósitos. Gracias a estas investigaciones, Air Liquide es un actor decisivo en la definición de las normas de seguridad que deben establecerse para garantizar la máxima seguridad del usuario.

Producción de hidrógeno

Elemento químico, símbolo H y número atómico 1Hidrógeno, 1Periodo de brillo púrpura en su estado de plasmaHidrógenoApariciónGas incoloroPeso atómico estándar Ar, std(H)[1,00784, 1,00811] convencional: 1,008[1]El hidrógeno en la tabla periódica

El hidrógeno es el elemento químico de símbolo H y número atómico 1. El hidrógeno es el elemento más ligero. En condiciones estándar, el hidrógeno es un gas de moléculas diatómicas con la fórmula H2. Es incoloro, inodoro, insípido,[8] no tóxico y altamente combustible. El hidrógeno es la sustancia química más abundante en el universo, constituyendo aproximadamente el 75% de toda la materia normal[9][nota 1] Las estrellas, como el Sol, están compuestas principalmente por hidrógeno en estado de plasma. La mayor parte del hidrógeno en la Tierra existe en formas moleculares como el agua y los compuestos orgánicos. Para el isótopo más común del hidrógeno (símbolo 1H) cada átomo tiene un protón, un electrón y ningún neutrón.

En el universo primitivo, la formación de protones, los núcleos del hidrógeno, se produjo durante el primer segundo después del Big Bang. La aparición de átomos neutros de hidrógeno en todo el universo se produjo unos 370.000 años después, durante la época de recombinación, cuando el plasma se había enfriado lo suficiente como para que los electrones permanecieran unidos a los protones[10].

Tanque de almacenamiento de hidrógeno

Para existir como líquido, el H2 debe enfriarse por debajo de su punto crítico de 33 K. Sin embargo, para que se encuentre en estado totalmente líquido a presión atmosférica, el H2 debe enfriarse a 20,28 K (-252,87 °C; -423,17 °F)[5] Un método común para obtener hidrógeno líquido implica un compresor que se asemeja a un motor a reacción tanto en apariencia como en principio. El hidrógeno líquido se suele utilizar como una forma concentrada de almacenamiento de hidrógeno. Como en el caso de cualquier gas, almacenarlo como líquido ocupa menos espacio que almacenarlo como gas a temperatura y presión normales. Sin embargo, la densidad del líquido es muy baja en comparación con otros combustibles comunes. Una vez licuado, puede mantenerse como líquido en contenedores presurizados y aislados térmicamente.

El hidrógeno fue licuado por James Dewar en 1898 utilizando la refrigeración regenerativa y su invento, el matraz de vacío. La primera síntesis de la forma de isómero estable del hidrógeno líquido, el parahidrógeno, fue realizada por Paul Harteck y Karl Friedrich Bonhoeffer en 1929.

El parahidrógeno, en el que los dos espines nucleares son antiparalelos, es más estable que el ortohidrógeno, en el que los dos son paralelos. A temperatura ambiente, el hidrógeno gaseoso se encuentra mayoritariamente en la forma isomérica orto debido a la energía térmica, pero una mezcla enriquecida con orto sólo es metaestable cuando se liquida a baja temperatura. Lentamente sufre una reacción exotérmica para convertirse en el paraisómero, con la suficiente energía liberada en forma de calor como para provocar la ebullición de parte del líquido[6]. Para evitar la pérdida del líquido durante el almacenamiento a largo plazo, se convierte intencionadamente en el paraisómero como parte del proceso de producción, normalmente utilizando un catalizador como el óxido de hierro (III), el carbón activado, el amianto platinizado, los metales de tierras raras, los compuestos de uranio, el óxido de cromo (III) o algunos compuestos de níquel[6].

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