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Freitag, 21 April 2023 08:34

Unterkühler in flüssigen Wasserstoffsystemen: Vorteile und Funktionen

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flüssiger Wasserstoff flüssiger Wasserstoff Foto hinzugefügt von Rafael Classen rcphotostock.com: https://www.pexels.com/pl-pl/photo/car-copying-blue-background-hydrogen-10670941/

Flüssiger Wasserstoff ist eine unglaublich vielseitige Substanz, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften viele verschiedene Einsatzgebiete erschließt. Viele sehen darin den Brennstoff der Zukunft und das zurecht. Nicht nur in der Raumfahrt findet flüssiger Wasserstoff Anwendung, sondern auch in Autos, welche Brennstoffzellen nutzen und vielem mehr. In diesem Artikel werden wir uns genauer mit flüssigem Wasserstoff und seinen Verwendungsmöglichkeiten beschäftigen. Außerdem werden wir uns die Funktionsweise von Unterkühlern ansehen und die Vorteile diskutieren, die sie bieten.

 

Flüssigwasserstoff ist die „Kohle“ der Zukunft

Flüssiger Wasserstoff, auch als LH2 bezeichnet, ist bei einer Temperatur von -253 °C flüssig und hat eine geringe Dichte. Flüssiger Wasserstoff ist aufgrund seiner hohen Energiedichte ein gefährlicher Stoff. Doch gerade aufgrund seiner Fähigkeit spielt die Substanz eine große Rolle in der Energiewende.

Eine der häufigsten Anwendungen von Flüssigwasserstoff ist als Raketenantrieb. Die NASA nutzt ihn als Treibstoff für ihre Raketen, wegen der hohen Energiedichte und Effizienz gegenüber herkömmlichen Treibstoffen. Flüssiger Wasserstoff ist auch Bestandteil von Brennstoffzellen, um elektrische Energie zu erzeugen. Diese Form der Stromerzeugung macht Flüssigwasserstoff zu einer umweltfreundlichen Energiequelle. Ein weiterer Einsatz von flüssigem Wasserstoff ist in der Luftfahrt. Einige Flugzeugbauer, wie zum Beispiel die Airbus Group, arbeiten an Wasserstoff-Flugzeugen. Flüssiger Wasserstoff ist leicht und umweltschonend, was ihn zu einem idealen Treibstoff für Flugzeuge der Zukunft macht.

Unterkühler für mehr Effizienz und Sicherheit

Unterkühler sind ein wichtiger Bestandteil von Systemen, die flüssigen Wasserstoff verwenden. Ein Unterkühler ist ein Gerät, um flüssigen Wasserstoff auf eine noch niedrigere Temperatur zu kühlen. So lässt sich die Energiedichte weiter erhöhen. Der Unterkühler besteht aus einem Wärmetauscher und einem Kühlmittel. Flüssiger Stickstoff dient als Kühlmittel für den flüssigen Wasserstoff, bevor er in den Tank geht.

Der Unterkühler funktioniert, indem er die Wärme aus dem flüssigen Wasserstoff abführt und durch den Wärmetauscher leitet. Das Kühlmittel fließt um den Wärmetauscher herum und nimmt die Wärme auf und kühlt sich ab. Das kalte Kühlmittel fließt zurück in den Wärmetauscher, um den Prozess zu wiederholen.

 

Die Vorzüge von Flüssigwasserstoff

Es gibt mehrere Vorteile bei der Verwendung von Unterkühlern in flüssigen Wasserstoffsystemen. Einer der wichtigsten Vorteile ist die Erhöhung der Energiedichte des flüssigen Wasserstoffs. So lässt sich mehr Energie in einem Tank speichern. Dies ist besonders bei der Raumfahrt wichtig, wo eine große Menge an Treibstoff in einem begrenzten Raum lagert.

Ein weiterer Vorteil von Unterkühlern ist die Reduzierung des Drucks im Tankinneren, da das gekühlte, flüssige Wasserstoffvolumen kleiner wird. Dies bedeutet, dass der Tank kleiner sein kann, was das Gesamtgewicht des Systems reduziert. Auch die Effizienz des Treibstoffs steigt, da gekühlter Wasserstoff bei der Verbrennung eine höhere Leistung liefert. Unterkühlern dienen auch dazu, die Betriebstemperatur des flüssigen Wasserstoffs zu stabilisieren. Dies ist besonders wichtig in Situationen, in denen die Umgebungstemperatur stark schwankt. Eine stabile Betriebstemperatur trägt viel zur Steuerung der Systemleistung bei.

Die Verwendung von Unterkühlern kann auch dazu beitragen, die Verdampfung von flüssigem Wasserstoff zu reduzieren. Wenn Flüssigwasserstoff verdampft, geht Energie verloren, was zu einem Energieverlust führt und den Brennstoffverbrauch erhöht. Durch die Verwendung von Unterkühlern kann die Verdampfung von flüssigem Wasserstoff reduziert werden. Auf diese Weise lässt sich eine höhere Effizienz und ein niedriger Brennstoffverbrauch erreichen. Unterkühler sind auch in der Lage, die Lagerung von flüssigem Wasserstoff zu verbessern, da sie Verunreinigungen reduzieren. Durch die Reduzierung der Verdampfung von flüssigem Wasserstoff wird auch die Gefahr von unkontrollierten Emissionen und Lecks minimiert.

Fazit

Unterkühler spielen in flüssigen Wasserstoffsystemen eine wichtige Rolle. Sie erhöhen die Energiedichte, reduzieren den Druck im Tank und stabilisieren die Betriebstemperatur. Die Verdampfung von flüssigem Wasserstoff lässt sich durch Unterkühler reduzieren und verbessert die Lagerung. Obwohl sie zusätzliche Kosten verursachen, sind die Vorteile, die sie bieten, oft von unschätzbarem Wert. Flüssigwasserstoff wird durch Unterkühler zum idealen Treibstoff für energieeffiziente Lösungen.