L'hydrogène est un gaz à la température et la pression standard et est l'élément le plus commun dans l'univers. Cependant, l'hydrogène libre est extrêmement rare sur Terre car il s'évapore si facilement dans l'espace. L'hydrogène liquide est le plus souvent utilisé comme carburant de fusée où il est brûlé avec de l'oxygène liquide et il a également des applications en cryogénie comme liquide de refroidissement. L'hydrogène liquide est également un moyen utile de stocker et de transporter l'hydrogène, car il prend moins de place que le gaz. L'hydrogène gazeux peut être liquéfié en appliquant les bonnes combinaisons de pression et de refroidissement.
Identifiez la température critique pour l'hydrogène à 33 degrés Kelvin. C'est la température maximale à laquelle l'hydrogène peut être un liquide, quelle que soit la pression. Le processus de liquéfaction de l'hydrogène doit donc être inférieur à 33 degrés Kelvin.
Déterminer la pression critique pour l'hydrogène à environ 13 atmosphères (atm). C'est la pression minimum nécessaire pour maintenir l'hydrogène liquide à sa température critique. Ces points critiques fournissent les paramètres pour garder l'hydrogène liquide.
Examiner le processus de refroidissement régénératif. Cette méthode met sous pression le gaz et lui permet de se dilater. Cela permet au gaz de prendre la chaleur de son environnement, le refroidissant ainsi. Le gaz est ensuite passé à travers un échangeur de chaleur, qui refroidit le gaz, le comprimant ainsi. Ce processus est répété jusqu'à ce que le gaz se refroidisse suffisamment pour se liquéfier.
Appliquez le processus de refroidissement régénératif pour liquéfier l'hydrogène comme l'a fait James Dewar en 1898. Pressurisez l'hydrogène à 180 atm et pré-refroidissez avec de l'azote liquide. Laisser l'hydrogène se dilater à travers une vanne qui est également refroidie par de l'azote liquide.
Répéter l'étape 4 jusqu'à ce que l'hydrogène se liquéfie. L'expérience de Dewar a donné environ 20 centimètres cubes (CCs) d'hydrogène liquide, ce qui représentait environ 1% de l'hydrogène dans l'expérience.
