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Antes de aprofundar os tipos de máquinas de hidrogênio líquido a custo reduzido, é importante saber do que se trata a liquefação de hidrogênio. O processo de liquefazer hidrogênio é chamado de liquefação. Técnicas de baixa temperatura são usadas para transformar o gás hidrogênio em hidrogênio líquido. A capacidade da molécula de hidrogênio de residir em estado líquido é usada para atingir isso.
Devido à enorme demanda por hidrogênio líquido na indústria automotiva (particularmente para veículos elétricos de célula de combustível), aliada ao aumento do uso industrial de hidrogênio em todo o mundo, há uma necessidade urgente de investir em máquinas de liquefação de hidrogênio em grande escala.
Existem três tipos principais de máquinas geradoras de hidrogênio líquido:
Caixa Fria
A caixa fria é um vaso de permutador de calor de design exclusivo. É o local onde o gás hidrogênio troca calor com um refrigerante para criar hidrogênio líquido.
Turbinas e Compressores
Turbinas e compressores desempenham um papel importante em todo o processo de liquefação do ar. O ar é comprimido para remover a umidade e os contaminantes. Quando o hidrogênio é resfriado para menos de 20K, ele começa a condensar, e um compressor criogênico bombeia o hidrogênio líquido para um tanque de armazenamento ou vaso.
Refrigerante MR
Uma parte crucial do processo de liquefação de hidrogênio é a forma de resfriamento criogênico MR (refrigerante misto). Para que o processo de liquefação ocorra, o MR é utilizado em um ciclo de evaporação e condensação para absorver o calor do gás hidrogênio, diminuindo sua temperatura até o ponto de liquefação, e o resfriamento é fornecido pelo MR. Sistemas de resfriamento compactos e eficientes para liquefação de hidrogênio em escala industrial são candidatos ideais para essa tecnologia.
Tipicamente, o elemento chave para o custo do hidrogênio líquido são suas tolerâncias, especificações e características. Algumas especificações importantes e suas tolerâncias são as seguintes:
Usar um gerador de hidrogênio líquido implica mais do que apenas sua instalação. Os compradores precisam saber como manter adequadamente o combustível de hidrogênio para mantê-lo sustentável e também utilizável para necessidades futuras. Aqui estão algumas dicas úteis de manutenção para armazenar o combustível com segurança.
Combustível de foguete:
O hidrogênio líquido é usado em foguetes como combustível para lançamento espacial. Quando combinado com oxigênio líquido, forma um propelente que fornece alta propulsão para permitir que o foguete supere a força gravitacional da Terra, de modo que ele possa ser lançado ao espaço.
Indústria da aviação:
As empresas aéreas estão pesquisando como o hidrogênio líquido a custo reduzido pode ser usado como combustível de avião. Mas isso ainda não é uma realidade. Atualmente, é aplicado para alimentar os motores a jato de aeronaves militares - principalmente caças. Os caças o usam para resfriar os motores. O resfriamento dos motores com hidrogênio líquido aumenta o desempenho dos motores e faz com que a aeronave acelere rapidamente a grandes velocidades.
Nave espacial:
O hidrogênio líquido é uma fonte de energia para espaçonaves, satélites e sondas espaciais, fornecendo a eles a energia para operar e realizar missões científicas no espaço.
Refrigeração criogênica:
O hidrogênio líquido é usado em sistemas de refrigeração criogênica devido ao seu alto ponto de ebulição. Ele serve como um refrigerante para refrigerar e preservar coisas em temperaturas extremamente baixas.
Indústria eletrônica:
Na fabricação de eletrônicos, o hidrogênio líquido é usado para criar uma atmosfera que é redutora durante a fabricação de semicondutores e filmes finos. Isso é importante para a produção de componentes eletrônicos de alto desempenho.
Célula de combustível de hidrogênio:
Quando o hidrogênio sofre uma reação química em células de combustível para produzir eletricidade, o hidrogênio líquido é a forma de armazenamento do hidrogênio. A eletricidade gerada pela célula de combustível pode ser usada para alimentar veículos, eletrônicos portáteis e outros dispositivos eletrônicos. Além disso, o único subproduto do processo é o vapor de água. Isso torna a tecnologia de célula de combustível de hidrogênio uma solução de energia ecologicamente correta.
Processos de hidrogenação:
Em reações de hidrogenação, o hidrogênio líquido serve como doador de hidrogênio. Essas reações ocorrem na indústria alimentícia, indústria farmacêutica e indústria petroquímica. Por exemplo, na indústria alimentícia, a hidrogenação é usada para converter óleos vegetais insaturados em gorduras sólidas saturadas. Isso é feito para melhorar a estabilidade de armazenamento e o processo de fusão dos óleos.
A demanda por hidrogênio líquido deve aumentar. No entanto, o custo de fornecimento deve ser considerado, pois influenciará as margens de lucro esperadas ao vender para os usuários finais.
Seja comprando quantidades pequenas ou grandes, é importante trabalhar com um fornecedor que possa atender a requisitos específicos. Fatores como pureza, condições de armazenamento, método de transporte e regulamentos de segurança influenciarão o tipo de fornecedor que se deve procurar.
Ao negociar custos, é importante procurar fornecedores que possam oferecer soluções de armazenamento e transporte otimizadas para manter os custos da cadeia de suprimentos baixos. Fornecedores com redes de distribuição extensas garantirão que não haja atrasos no trânsito, levando a um processo de produção mais eficiente no final do comprador. Tanques criogênicos em escala industrial são frequentemente usados para armazenar hidrogênio líquido em temperaturas extremamente baixas, e caminhões-tanque criogênicos são usados para seu transporte.
Indústrias em alta demanda, como aeroespacial, automotiva e energia, estão atualmente usando hidrogênio líquido, o que pode fazer com que o preço do produto aumente. Os compradores que desejam investir nesse produto devem pesquisar a reputação do fornecedor e a qualidade do produto.
Escolher o fornecedor certo dará aos compradores força de negociação em relação aos preços, e eles podem procurar fornecedores que ofereçam descontos em pedidos em massa.
P1: Quais são os três principais tipos de tanques de armazenamento de hidrogênio líquido?
A1: São tanques atmosféricos, tanques pressurizados e tanques criogênicos.
P2: Quais são as tendências atuais na demanda de hidrogênio líquido?
A2: A demanda global por hidrogênio líquido está crescendo rapidamente na transição energética e na descarbonização.
P3: Qual é o crescimento projetado do mercado de hidrogênio líquido?
A2: Espera-se que o mercado de hidrogênio líquido cresça a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 24,7% de 2022 a 2029.
P4: Quais são alguns dos motores do mercado de hidrogênio líquido?
A2: O mercado de hidrogênio líquido de produtos aéreos é impulsionado por fatores como a crescente demanda de várias indústrias, o foco crescente em soluções de energia sustentáveis e o desenvolvimento de ecossistemas de hidrogênio.
P5: Qual é a eficiência de custo da produção e armazenamento de hidrogênio?
A2: A produção, a tecnologia de célula de combustível e a eficiência de armazenamento de hidrogênio líquido dos produtos aéreos de hidrogênio líquido desempenham um papel crucial na eficiência de custo da energia de hidrogênio.