氢气液化

氢气液化是指将气态氢通过降温和加压的过程转化为液态氢。‌液氢是一种无色、无味的高能低温液体燃料，其温度约为-253℃，密度为气态氢的845倍，储氢量高且纯度高。‌1

氢气液化的方法

1. ‌压缩液化法‌

   ：将氢气通过压缩机压缩到一定压力，然后冷却到低温，使其液化。‌2

2. ‌冷凝法‌

   ：通过设置冷凝器，将氢气从高温冷凝到低温，使其液化。

3. ‌吸收法‌

   ：将氢气与液体吸收剂混合，通过吸收剂的吸收作用，使氢气液化。

4. ‌电解法‌

   ：将氢气通过电解，使其分解成氢离子和氧离子，氢离子溶于水中，形成液态氢气。

5. ‌Hampson–Linde工艺‌

   ：基于焦耳-汤姆孙效应，先将氢气预冷，再通过膨胀阀实现等焓J-T膨胀，最终使氢气液化。‌34

6. ‌Claude工艺‌

   ：通过引入膨胀机提高效率，氢气经压缩后通过几级热交换器预冷，再通过J-T膨胀实现液化。

7. ‌Collins工艺‌

   ：最初应用于氦气液化，后来改进用于氢气液化，采用两级不同工作温度的绝热膨胀机。‌3

8. ‌Helium Brayton循环‌

   ：利用氦气作为制冷剂，通过换热器将氢气冷却并液化。

9. ‌磁制冷工艺‌

   ：利用磁制冷材料在施加或移除磁场时的熵差和绝热温度变化，实现氢气液化。

液氢的用途和安全性

液氢作为一种高效的燃料，广泛应用于航天、军事和工业领域。液氢的高密度和纯度使其成为理想的燃料选择。然而，液氢的储存和运输需要特殊的低温液体存储容器和运输设备，以确保其安全性和高效性。‌15