수소를 액상화하는 데는 어떤기술이 필요하나요?

Question

수소는 질량에비해 부피가 커서 수입할때는 액상화 시켜서 수입을 한다고 하는데요. 이 부피가 큰 수소를 액상화하는 기술은 어떤것인가요?

물에 젖지 않는 오리 · Accepted Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.수소를 액상화하는 데는 크게 두 가지 기술이 필요합니다.첫 번째는 수소를 냉각하는 기술입니다. 수소의 액화점은 -253℃로, 기체 상태의 수소를 이 온도까지 냉각해야 액체 상태로 변합니다. 이를 위해서는 헬륨, 액체질소, 액체아르곤 등의 냉매를 이용한 냉동기가 필요합니다.두 번째는 냉각된 수소를 압축하는 기술입니다. 냉각된 수소는 기체 상태의 수소보다 부피가 800배 이상 작아집니다. 따라서 액화된 수소를 운송하거나 저장하기 위해서는 압축하여 부피를 줄여야 합니다. 이를 위해서는 압축기가 필요합니다

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.수소는 액상화되어 수입되는데 이를 위해 사용되는 기술은 수소 액화 기술입니다. 수소 액화 기술은 수소 분자를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 변환하는 과정을 말합니다. 이를 위해 일반적으로 압축기와 냉각기가 사용됩니다.압축기는 수소 분자를 압축하여 액체 상태로 변환하는 역할을 합니다. 수소 분자는 액체 상태로 변환하기 위해서는 매우 높은 압력이 필요합니다. 따라서 압축기는 매우 강력한 압력을 발생시키는 기계로 수소 분자를 압축하는 역할을 합니다.냉각기는 압축된 수소 분자를 냉각하여 액체 상태로 유지하는 역할을 합니다. 수소 분자는 매우 낮은 온도에서 액체 상태로 유지되어야 합니다. 따라서 냉각기는 수소 분자를 매우 낮은 온도로 냉각하는 역할을 합니다.이렇게 수소 액화 기술을 통해 액상 수소를 생산하고 수입할 수 있습니다. 이러한 기술은 수소를 안전하고 효율적으로 운반할 수 있도록 도와줍니다. 그리고 수소를 액체 상태로 변환하면 그 용량이 압축 상태보다 훨씬 작아지기 때문에 수소를 더 많이 운반할 수 있게 됩니다.감사합니다.도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

푸른하늘이 · Answer

안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.수소를 액화시키기 위해서는 온도를 낮춰야 합니다 수소는 상온에서 기체 상태로 존재하는데이 기체 수소를 영하 253도로 냉각시키면 액체 형태로 변하게 됩니다 이것을 액화수소라고 하는데이 원리는 lpg를 액화 lpg로 바꾸는 원리와 비슷합니다

이충흔 전문가 · Answer

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.액체수소를 제조하는 가장 간단한 시스템은 단순 Linde-Hampson 사이클을 이용합니다. 기체수소를 고압으로 압축하여 팽창밸브(throttling valve)를 통과 시키면 열팽창에 의해 열교환기를 통해 방열이 되면서 기체수소가 약간의 액체수소로 변화합니다. 그러나 이렇게 하면 수소와 같이 최대역전온도(maximum inversion temperature)가 상온보다 낮은 기체를 냉각할 수 없습니다. 따라서 수소회로 열교환기의 고온부를 냉각해 고압수소를 최대역전온도이하로 예냉한 후 포화증기와 열교환을 수행합니다. 이때 액체질소(Liquid Nitrogen, LN2)를 사용해 77K로 예냉해 액화하는 경우는 대용량 액체수소를 제조하는 Linde-Hampson 시스템에 사용되고 액체헬륨(Liquid Helium, LHe)을 사용해 32.3K로 예냉하여 액화하는 경우는 소량의 액체수소를 제조하는 GM-J(Gifford-MacMahon, Joule-Thompson) 시스템에 사용됩니다.