ไฮโดรเจนเหลว

ไฮโดรเจนเหลว (; LH2 หรือ LH2) คือสถานะของเหลวของธาตุไฮโดรเจนตามธรรมชาติ อยู่ในรูปแบบของโมเลกุล H2 การที่ไฮโดรเจนจะอยู่ในสภาพของเหลวได้นั้น ตัวโมเลกุลไฮโดรเจนต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดวิกฤต 33 K อย่างไรก็ตาม สำหรับกรณีที่จะให้ไฮโดรเจนอยู่ในสภาพของเหลวโดยสมบูรณ์โดยไม่ระเหยในอุณหภูมิห้องต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่า 20.28 K (−423.17 °F/−252.87°C). หนึ่งในวิธีการที่พบบ่อยของการใช้งานของไฮโดรเจนเหลวเกี่ยวข้องกับตัวคอมเพรสเซอร์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ไอพ่นทั้งรูปร่างหน้าตาและหลักการทางทฤษฎี ไฮโดรเจนเหลวโดยปกติจะใช้การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบที่มีความเข้มข้น ในขณะที่ก๊าซใด ๆ การจัดเก็บเป็นของเหลวจะใช้พื้นที่น้อยกว่าการจัดเก็บเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันปกติ อย่างไรก็ตาม, ความหนาแน่นของของเหลวไฮโดรเจนนี้อยู่ในระดับต่ำมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ ทั่วไป เมื่อทำให้เป็นของเหลวมันสามารถเก็บรักษาให้เป็นของเหลวในภาชนะที่มีแรงดันและฉนวนกันความร้อนได้

ไฮโดรเจนเหลวประกอบไปด้วย parahydrogen 99.79%, orthohydrogen 0.21%

ประวัติ

ในปี 1885 ซิกเมนต์ ฟลอเรนที เว็บบลิวสกี (Zygmunt Florenty Wroblewski) ได้ตีพิมพ์เผยแพร่ว่าไฮโดรเจนมีอุณหภูมิวิกฤตเป็น 33 K; ความดันวิกฤตที่  13.3  เท่าของความดันบรรยากาศ; และจุดเดือดที่  23 K แก๊สไฮโดรเจนถูกทำให้เป็นของเหลวได้โดยเจมส์ ดิววอร์ (James Dewar) ในปี 1898 โดยใช้การระบายความร้อนที่เกิดซ้ำ (regenerative cooling) และโดยการใช้สิ่งประดิษฐ์ของเขา, คือ กระติกสุญญากาศ (vacuum flask) การสังเคราะห์ครั้งแรกของรูปแบบไอโซเมอร์ที่มีเสถียรภาพของไฮโดรเจนเหลว, parahydrogen ประสบความสำเร็จโดยพอล ฮาร์เท็ค (Paul Harteck) และคาร์ล ฟรีดริช บานโฮฟเฟอร์ (Karl Friedrich Bonhoeffer) ในปี 1929

สปินไอโซเมอร์ของไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิห้องส่วนใหญ่ประกอบด้วยรูปแบบของ orthohydrogen หลังจากการผลิต, ไฮโดรเจนเหลวจะอยู่ในสภาวะกึ่งเสถียรและจะต้องถูกแปลงให้อยู่ในรูปแบบของพาราไฮโดรเจน ไอโซเมอร์ (parahydrogen isomer) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาคายความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำ, นี้มักจะดำเนินการโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเหล็ก (III) ออกไซด์, ถ่านกัมมันต์, ใยหินแพลทติไนซ์, (platinized asbestos), โลหะหายาก, สารประกอบยูเรเนียม, โครเมียม (III) ออกไซด์, หรือสารประกอบนิกเกิลบางอย่าง

อ้างอิง 

ไฮโดรเจน