SKLADOVÁNÍ VODÍKU V KAPALNÉM SKUPENSTVÍ V KRYOGENNÍCH NÁDOBÁCH

Zkapalněním vodíku dojde ke zvýšení energetického obsahu na jednotku objemu, proto lze v kapalném skupenství uložit větší množství energie v daném objemu, než je tomu u skupenství plynného. LH₂ (liquid H₂) je uložen při teplotě –253 °C Energie potřebná pro zkapalnění je vysoká, obvykle se uvádí 30 % energie, která lze získat spálením zkapalněného vodíku. Následně je třeba počítat se ztrátami, které činí asi 3 % z objemu uskladněného vodíku na den. Proto je třeba vymyslet nové metody zkapalnění, které sníží požadavky na energii, a tím i náklady na celý proces.

Obrázek 7: Kryogenní nádoba na vodík

 

Zdroj: Wikimedia Commons, 2023

Zdroj[1]

Důležitým faktorem ovlivňující energetickou náročnost je přeměna ortoformy na paraformu. Ortoforma představuje molekulu vodíku, kde mají atomy v molekule symetrický spin, zatím co paraforma má asymetrické spiny. Paravodík je stabilnější při nižší teplotě a nese nižší entalpický obsah. Z toho důvodu se při přeměně uvolňuje teplo, které zvyšuje energetickou náročnost procesu. Dalším faktorem je požadavek na čistotu plynu. Kromě helia je třeba ostatní plyny odstranit. Především CO₂, CO, CH₄ a kyslík, který nesmí překročit 1 mg.kg^-1 (po překročení hrozí exploze).

LH₂ se skladuje ve vícevrstvých nádobách s velmi dobrými izolačními vlastnostmi. Tyto nádoby jsou vybaveny přetlakovým mechanismem. Vlivem přestupu tepla z okolí dochází k vypařování LH₂, a tím zvyšování tlaku v nádobě. Aby nedošlo k destrukci nádoby, je pomocí přetlakového mechanismu regulován tlak v nádobě odpouštěním vypařeného LH₂. U běžně používaných nádob dosahují tyto ztráty až 3 % z obsahu na den. V některých případech je vypařený LH₂ zachycován a stlačován do přídavných tlakových lahví.[2]