کاربرد هیدروژن مایع چیست؟

کاربرد هیدروژن مایع چیست؟ هیدروژن مایع یک سوخت بسیار پاک است که می‌تواند کاربردهای متعددی در صنعت، حمل‌ونقل و مصارف خانگی داشته باشد. هیدروژن در دما و فشار استاندارد به صورت گاز است اما با فشرده‌سازی و سردسازی می‌توان آن را به مایع تبدیل کرد. هیدروژن مایع حجم کمتری نسبت به هیدروژن گاز دارد و ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل آن آسان‌تر است.

هیدروژن مایع چیست؟

هیدروژن مایع یکی از فناوری‌های نوین و پیشرفته است که در صنایع مختلف بکار می‌رود. هیدروژن مایع در واقع یک ماده‌ی بسیار خلوص و پایدار است که در دمای بسیار پایینی به حالت مایع تبدیل می‌شود. این خاصیت از هیدروژن مایع یکی از پراستفاده ترین صنایع جهان کرده است.

هیدروژن مایع به عنوان یک فناوری نوین و پیشرفته در صنایع مختلف به کارمی‌رود و می‌تواند به عنوان یک جایگزین پایدار برای سوخت‌های فسیلی در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش توجه به پایداری محیط زیست، استفاده از هیدروژن مایع به عنوان یک منبع انرژی پاک و قابل بازیافت در آینده بسیار ارزشمند خواهد بود.

کاربرد هیدروژن مایع

هیدروژن مایع یا به اختصار Liquid Hydrogen (LH2) یکی از سوخت‌هایی است که در حال حاضر برای کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. هیدروژن مایع به عنوان یک سوخت پاک و قابل تجدید استفاده، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، حمل و ذخیره سازی هیدروژن مایع به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد آن، چالش‌هایی را برای صنعت ایجاد کرده است.

کاربردهای هیدروژن مایع

هیدروژن مایع در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به برخی از کاربردهای هیدروژن مایع در صنایع مختلف اشاره می‌کنیم:

1. سوخت خودرو

هیدروژن مایع به عنوان یک سوخت بسیار پاک و قابل تجدید استفاده، در خودروهای سوختی استفاده می‌شود. خودروهای با موتور سوختی که با هیدروژن مایع کار می‌کنند، از آلاینده‌های هوای کمتری نسبت به خودروهای با موتور بنزینی یا دیزلی برخوردارند.

2. صنعت فضایی

هیدروژن مایع به عنوان یک سوخت بسیار قدرتمند، در صنعت فضایی برای پرتاب موشک‌ها و فضاپیماها استفاده می‌شود. همچنین، هیدروژن مایع به عنوان یک سوخت بسیار سبک، در فضاپیماها به عنوان سیستم خنک کننده نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. صنعت الکترونیک

هیدروژن مایع به عنوان یکی از سرد کننده های بسیار قوی در صنعت الکترونیک استفاده می‌شود. همچنین، هیدروژن مایع به عنوان یک سوخت برای سلول‌های سوختی کوچک در دستگاه‌های الکترونیکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4. صنعت نفت و گاز

هیدروژن مایع در صنعت نفت و گاز به عنوان یک سوخت برای تولید بخار و گاز استفاده می‌شود. همچنین، هیدروژن مایع به عنوان یکی از مواد اولیه تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فناوری تولید هیدروژن مایع

تولید هیدروژن مایع از طریق فرایندی به نام تقطیر نفت انجام می‌شود. در این فرایند، نفت خامتحت فشار بالا و دمای پایین تقطیر می‌شود و هیدروژن مایع به صورت جداگانه جمع آوری می‌شود. هیدروژن مایع نیز می‌تواند از طریق جداسازی هیدروژن از آب به روش الکترولیز تولید شود.

حمل و ذخیره سازی هیدروژن مایع

حمل و ذخیره سازی هیدروژن مایع نیز به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد آن، چالش‌هایی ایجاد می‌کند. هیدروژن مایع باید در دمای -253 درجه سانتی گراد نگهداری شود، که این درجه حرارت بسیار پایینی است و نیاز به داشتن تجهیزات و فناوری‌های خاصی دارد. برای حمل هیدروژن مایع، از کانتینر‌های خاصی استفاده می‌شود که می‌توانند این سوخت را در دمای مناسب نگهداری کنند.

در ذخیره سازی هیدروژن مایع نیز از تانک‌های خاصی استفاده می‌شود. تانک‌هایی که برای ذخیره سازی هیدروژن مایع استفاده می‌شوند، باید در دمای بسیار پایین نگهداری شوند و از جداره‌های خاصی برای جلوگیری از نشت هیدروژن استفاده می‌شود.

استفاده در صنایع شیمیایی

هیدروژن مایع در صنایع شیمیایی به عنوان یک منبع انرژی قابل بازیافت و مواد اولیه‌ای برای تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری به عنوان یک جایگزین برای فسیلی سوخت‌ها در تولید مواد شیمیایی مانند پلاستیک، رنگ، رزین و… استفاده می‌شود.

پیل‌های سوختی هیدروژنی

هیدروژن مایع می‌تواند در پیل‌های سوختی استفاده شود. پیل‌های سوختی هیدروژنی می‌توانند در خودروها، لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی به عنوان منبع تغذیه استفاده شوند. پیل‌های سوختی انرژی الکتریکی تولید می‌کنند بدون آلودگی.

سوخت کوره‌های صنعتی

هیدروژن مایع می‌تواند به عنوان سوخت در کوره‌های صنعتی بزرگ استفاده شود. دمای شعله هیدروژن بسیار بالاست و کمک می‌کند فلزات با نقطه ذوب بالا مثل فولاد ذوب شوند. همچنین احتراق هیدروژن آلایندگی ایجاد نمی‌کند.

استفاده در گرمایش خانه‌ها

در مصارف خانگی نیز هیدروژن مایع می‌تواند کاربرد داشته باشد. برای مثال می‌توان از آن به عنوان سوخت در گرمایش خانه‌ها استفاده کرد. همچنین می‌توان آن را در ژنراتورهای اضطراری برق مصرف کرد. البته هنوز زیرساخت‌ها برای استفاده گسترده خانگی از هیدروژن مهیا نیست.

کاربرد به عنوان سوخت پاک

یکی از مهمترین کاربردهای هیدروژن مایع، استفاده به عنوان سوخت در موشک‌ها و فضاپیماهاست. هیدروژن با اکسیژن واکنش داده و تنها محصول آن آب است. به همین دلیل یک سوخت بسیار پاک به حساب می‌آید. موشک‌هایی که با هیدروژن مایع سوخت‌رسانی می‌شوند می‌توانند به سرعت و قدرت بیشتری برسند.

هیدروژن مایع همچنین می‌تواند به عنوان سوخت خودروها استفاده شود. خودروهای هیدروژنی در مقایسه با خودروهای بنزینی آلایندگی کمتری دارند. البته هنوز زیرساخت‌های لازم برای سوخت‌رسانی هیدروژنی به خودروها به طور گسترده فراهم نیست.

کاربرد دیگر هیدروژن مایع استفاده به عنوان سوخت در نیروگاه‌هاست. نیروگاه‌های هیدروژنی انرژی الکتریکی تولید می‌کنند بدون آنکه گازهای گلخانه‌ای تولید کنند. البته هزینه تولید برق در این نیروگاه‌ها فعلاً بالاتر از نیروگاه‌های فسیلی است.

کاربرد در صنعت ورزش

باشگاه فوتبال آرسنال لندن یکی از نمونه های کاربرد هیدروژن مایع در صنعت ورزش است. این باشگاه در سال ۲۰۱۹ با همکاری شرکت نیتروجن پورتابل از یک سیستم تولید هیدروژن مایع با قابلیت حمل و نقل سریع استفاده کرد. این سیستم، از هیدروژن مایع به عنوان سوخت برای تأمین انرژی برای برخی از دستگاه‌هایی مانند ژنراتورها، ابزارهای برش و جوش و دیگر دستگاه‌های برقی استفاده می‌کند.

کاربرد در صنعت حمل و نقل

یکی دیگر از کاربردهای هیدروژن مایع در صنعت حمل و نقل است. موتورهای هیدروژنی که بر اساس هیدروژن مایع کار می‌کنند، از یک تکنولوژی پیشرفته و پاک برای تأمین انرژی برای خودروها استفاده می‌کنند. با توجه به این‌که پراکنش انواع خطرناک مواد شیمیایی در اثر انفجار و سوختن هیدروژن مایع به حداقل می‌رسد، خودروهای هیدروژنی به عنوان یک گزینه پاک و قابل اعتماد برای حمل و نقل در شهرها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هیدروژن مایع منبع انرژی پاک

هیدروژن مایع به عنوان یک منبع انرژی پاک و قابل بازیافت در صنایع مختلف، از جمله صنایع نفت و گاز، شیمیایی، حمل و نقل، و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، به دلیل این‌که هیدروژن مایع به راحتی قابل حمل و نقل است، می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی برای مناطقی که به سرعت در حال توسعه هستند و از شبکه‌های انرژی برق مستقل استفاده می‌کنند، مانند مناطق دورافتاده و جزایر، مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش فشار برای کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و استفاده از سوخت‌های پاک و قابل بازیافت، هیدروژن مایع به عنوان یک گزینه جذاب و پربازده برای تأمین انرژی در آینده به نظر می‌رسد.

اختصاصی بازار نفت و گاز / پتروشیمی