Ciekły wodór jest diwodorofosforan ochłodzono do temperatury poniżej punktu rosy, to 20,28 stopniach Kelvina ( -252,87 ° C ) przy ciśnieniu atmosferycznym ( 101 325 Pa ). Następnie ma gęstość 70.973 kg / m 3 .
Jest ogólnie określany akronimem LH2 w zastosowaniach astronautycznych . Jest to rzeczywiście jedno z paliw płynnych najczęściej używanych podczas startu, na przykład przez amerykański prom kosmiczny , wyrzutnię Delta IV lub Ariane 5 .
Szkocka apteki i fizyka James Dewar jako pierwszy uda, w 1899 roku, w skraplania wodoru przez połączenie mechaniczne chłodzenie gazu z rozprężania adiabatycznego . Jego proces został ulepszony przez innego chemika i fizyka, francuskiego Georgesa Claude'a , aby dać to, co nazywano od czasu cyklu Claude :
Inny proces, cykl Braytona , wykorzystuje ciekły hel (jedyny gaz, który skrapla się w temperaturze poniżej temperatury diwodoru ) zmieszany z argonem (w celu zwiększenia jego średniej masy cząsteczkowej, aby uczynić go bardziej wydajnym termodynamicznie w fazach chłodzenia sprężarkowego).
Teoretyczna energia skraplania wodoru (praca idealna) wynosi około 14 MJ / kg od ciśnienia atmosferycznego, czyli szesnaście razy więcej niż do skroplenia równoważnej masy diazotu .
Gęstość ciekłego wodoru niskie tak, że liczba atomów wodoru zawartych w danej objętości ciekłego wodoru jest niższa niż w przypadku niektórych ciekłych węglowodorów . Ciepło spalania danej objętości ciekłego wodoru jest mniejsze niż tej samej objętości tych węglowodorów.
Demonstracja Gęstość ciekłego wodoru = 70,973 kg / m 3 . Liczba moli H w 1 m 3 cieczy H 2 = 70,973 • 1000 / 1,00794 = 70 414 mol / m 3 . Gęstość oktanowa (C 8 H 18 ) = 700 kg / m 3 . Masa cząsteczkowa oktanu = 114,2285 g / mol. Liczba moli oktanu na metr sześcienny = 700 • 1000 / 114,2285 = 6 128,07 mol / m 3 . Liczba moli wodoru na metr sześcienny oktanu = 6 128,07 • 18 = 110 305 mol / m 3 . Ciepło właściwe spalania oktanu = 5 115,95 / 114,2285 = 44,787 kJ / g oktanu. Ciepło spalania na mol wodoru w oktanie = 5 115,95 / 18 = 284,219 kJ / mol wodoru (w oktanie). Ciepło tworzenia wody = 285,8 kJ / mol wody. Ciepło spalania ciekłego wodoru = 285,8 / 18,01528 = 13,4236 kJ / g powstającej wody. Ciepło spalania wodoru ciekłego na mol wodoru = 285,8 / 2 = 120,915 kJ / mol wodoru ciekłego. Spalanie 1 m 3 uwolnień oktanowych: 6 128,07 • 5 115,95 = 31,351 × 10 6 kJ / m 3 . Spalanie 1 m 3 cieczy uwalnia wodór: 70 414 • 120,915 = 10,062 x 10 6 kJ / m 3 .Gęstość wodoru wynosi 0,08988 g / l, a wodoru ciekłego 70,9 g / l.
Sprężenie gazu do 800 atmosfer daje gaz o gęstości 44 g / l.
Cząsteczka wodoru ma dwie formy alotropowe:
Ortowodór stanowi 75% cząsteczek w temperaturze pokojowej, ale tylko 0,21% w temperaturze 20 K , a przejście orto → para jest egzotermiczne (527 kJ / kg ). Aby zapobiec jego wystąpieniu podczas przechowywania i spowodowaniu wrzenia dużej części skroplonego gazu (prawie połowa w ciągu dziesięciu dni, jeśli konwersja zachodzi naturalnie), przeprowadzamy do 95% orto → konwersja para w czasie upłynniania przy użyciu katalizatorów, takich jak tlenek żelaza (III) Fe 2 O 3, węgiel aktywny , azbest platynowany, metale ziem rzadkich , związki uranu , tlenek chromu (III) Cr 2 O 3a także niektóre związki niklu .