Isi
- TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
- Penggunaan Hidrogen Cair
- Mengubah Gas menjadi Cairan
- Datang ke Tekanan Kritis
- Menjaga Segalanya Keren
Hidrogen adalah unsur paling melimpah di alam semesta. Terdiri dari satu proton dan satu elektron, itu adalah elemen paling ringan yang diketahui umat manusia - dan karena kemampuannya untuk membawa energi bersama dengan kelimpahannya di Bumi, hidrogen mungkin merupakan kunci untuk catu daya yang lebih bersih dan lebih efisien. Namun, ketika datang ke tugas menyimpan hidrogen untuk digunakan, ada rintangan untuk membersihkan: Hidrogen ada sebagai gas secara default tetapi paling berguna ketika disimpan sebagai cairan. Sayangnya, mencairkan hidrogen tidak semudah mengubah uap menjadi air cair. Dibutuhkan lebih banyak pekerjaan untuk membuat hidrogen cair - tetapi metode untuk melakukannya telah ada selama hampir 150 tahun, dan para ilmuwan membuatnya lebih mudah setiap saat.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Sementara hidrogen dicairkan terutama untuk menyimpan sejumlah besar elemen sekaligus, hidrogen cair digunakan sebagai pendingin kriogenik, sebagai komponen sel bahan bakar canggih dan sebagai komponen kritis bahan bakar yang digunakan untuk menggerakkan mesin pesawat ulang-alik luar angkasa. Untuk mencairkan hidrogen, hidrogen harus dibawa ke tekanan kritis dan kemudian didinginkan hingga suhu di bawah 33 derajat Kelvin.
Penggunaan Hidrogen Cair
Sementara para ilmuwan masih meneliti cara untuk mengubah hidrogen menjadi sumber daya berskala besar yang bermanfaat, hidrogen cair digunakan untuk berbagai aplikasi. Yang paling terkenal, NASA dan badan antariksa lainnya menggunakan kombinasi hidrogen cair dan gas-gas lain seperti oksigen dan fluor untuk memberi daya pada roket besar - dan di luar atmosfer Bumi, hidrogen yang tersimpan dalam bentuk cair digunakan sebagai bahan penggerak untuk memindahkan kendaraan luar angkasa. Di Bumi, hidrogen cair juga telah menemukan penggunaan luas sebagai pendingin kriogenik dan sebagai komponen sel bahan bakar canggih yang suatu hari nanti dapat menggerakkan mobil, rumah, dan pabrik.
Mengubah Gas menjadi Cairan
Tidak semua elemen berperilaku sama di bawah kisaran suhu alami, tekanan atmosfer, dan gravitasi Bumi. Air unik karena dapat bergeser di antara kondisi padat, cair, dan gasnya dalam kondisi ini, tetapi zat besi bersifat padat secara default - sedangkan hidrogen biasanya gas. Padatan dapat diubah menjadi cairan dan akhirnya gas dengan menerapkan panas sampai elemen mencapai titik lelehnya dan kemudian titik didih, dan gas bekerja secara terbalik: Terlepas dari komposisi unsur, gas dapat dicairkan dengan mendinginkannya, berubah menjadi cair pada titik kondensasi dan padat pada titik beku. Untuk secara efektif menyimpan dan mengangkut hidrogen untuk digunakan, elemen gas pertama-tama harus diubah menjadi cairan, tetapi elemen seperti hidrogen yang ada di Bumi sebagai gas secara default tidak bisa hanya didinginkan untuk mengubahnya menjadi cairan. Gas-gas ini harus diberi tekanan terlebih dahulu, untuk menciptakan kondisi di mana elemen cair dapat ada.
Datang ke Tekanan Kritis
Titik didih hidrogen sangat rendah - di bawah 21 derajat Kelvin (sekitar -421 derajat Fahrenheit), hidrogen cair akan berubah menjadi gas. Dan karena hidrogen murni sangat mudah terbakar, demi keselamatan langkah pertama untuk mencairkan hidrogen adalah membawanya ke tekanan kritis - titik di mana, bahkan jika hidrogen berada pada suhu kritis (suhu di mana tekanan saja tidak dapat mengubah gas menjadi cairan), itu akan dipaksa mencair. Hidrogen dipompa melalui serangkaian kondensor, katup throttle, dan kompresor untuk membawanya ke tekanan 13 bar, atau kira-kira 13 kali tekanan atmosfer standar Bumi. Sementara ini terjadi, hidrogen sedang didinginkan untuk menjaganya dalam bentuk cair.
Menjaga Segalanya Keren
Sementara hidrogen harus selalu diberi tekanan untuk mempertahankan keadaan cair, proses mendinginkannya agar tetap cair bisa berbeda. Unit pendingin kecil dan khusus dapat digunakan, seperti penukar panas yang kuat yang dapat bekerja bersama dengan proses bertekanan. Apapun, gas hidrogen harus dibawa di bawah setidaknya 33 derajat Kelvin (suhu kritis hidrogen) untuk menjadi cairan. Temperatur ini harus dijaga setiap saat untuk memastikan bahwa hidrogen cair tetap dalam bentuk itu; pada suhu di bawah 21 derajat Kelvin, Anda mencapai titik didih hidrogen, dan unsur cair akan mulai kembali ke keadaan gasnya. Pemeliharaan suhu dan tekanan inilah yang membuat penyimpanan, pengangkutan, dan penggunaan hidrogen cair sangat mahal saat ini.