Hidrogen cair

Hidrogen cair (H₂(l) atau LH2) adalah keadaan cair dari unsur kimia hidrogen yang ditemukan secara alami dalam bentuk molekul H2.

Untuk eksis sebagai cairan, H2 harus didinginkan di bawah titik kritis hidrogen 33 K. Namun, untuk hidrogen berada dalam keadaan cair penuh tanpa menguap pada tekanan atmosfer, perlu didinginkan sampai 20.28 K[1] (-423,17 °F/-252.87 °C).[2][3] Salah satu metode umum untuk memperoleh hidrogen cair melibatkan kompresor menyerupai mesin jet di kedua penampilan dan prinsip. Hidrogen cair biasanya digunakan sebagai bentuk terkonsentrasi penyimpanan hidrogen. Seperti dalam gas apapun, menyimpannya sebagai cairan memakan banyak ruang kurang dari menyimpannya sebagai gas pada suhu dan tekanan normal. Namun, densitas cairan sangat rendah dibandingkan dengan bahan bakar umum lainnya. Setelah cair, dapat dipertahankan sebagai cairan dalam wadah bertekanan dan termal terisolasi.

Hidrogen cair terdiri dari 99,79% parahidrogen, 0,21% orthohydrogen.[4]

Perbandingan propelan roket cair di permukaan laut dan dalam ruang hampa

Data dalam tabel di bawah ini berasal dari buku Huzel & Huang "Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines", 1992, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, (ISBN 1-56347-013- 6); Berisi hasil yang diterbitkan oleh Rocketdyne berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan asumsi pembakaran adiabatik, ekspansi isentropik uniaxial dan penyesuaian berkelanjutan rasio campuran oksidan/bahan bakar sebagai fungsi ketinggian. Perhitungan ini dilakukan untuk tekanan ruang bakar sebesar 1.000 PSI, yaitu 1.000 "pon per inci persegi", yang dalam satuan internasional (SI) setara dengan 6.894.757 Pa. Kecepatan ejeksi pada tekanan yang lebih rendah dapat diperkirakan dengan menerapkan koefisien dari grafik seberang.

Besaran yang ditampilkan dalam tabel ini adalah sebagai berikut:

• ratio, perbandingan pencampuran (laju aliran massa oksidan terhadap laju aliran massa bahan bakar)
• v _e, kecepatan ejeksi gas buang, dinyatakan dalam meter per detik
• ρ, kepadatan nyata propelan, dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik
• T _C, suhu keseimbangan di ruang bakar, dinyatakan dalam °C
• C*, kecepatan karakteristik, dinyatakan dalam meter per detik

Tujuan tabel ini adalah untuk menjelaskan evolusi parameter antara lepas landas dan kedatangan di orbit: di sebelah kiri, nilai di permukaan laut; di sebelah kanan, sama dalam kehampaan. Ini adalah nilai nominal yang dihitung untuk sistem ideal, dibulatkan dalam satuan SI (komposisi dinyatakan dalam persentase massa):

Oksidan	Bahan bakar reduktor	Hiprg	Kriyo	Ekspansi optimal pada 6.895 kPa di permukaan laut					Ekspansi optimal pada 6.895 kPa dalam ruang hampa
Bipropelan kriogenik pengoksidasi LOX, LF2 atau FLOX				ratio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s	ratio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s
O2	H2	Tidak	Ya	4.13	3.816	0,29	2.740	2.416	4.83	4.462	0,32	2.978	2.386
	CH4	Tidak	Ya	3.21	3.034	0,82	3.260	1.857	3.45	3.615	0,83	3.290	1.838
	C2H6	Tidak	Ya	2.89	3.006	0,90	3.320	1.840	3.10	3.584	0,91	3.351	1.825
	RP-1	Tidak	Ya	2.58	2.941	1.03	3.403	1.799	2.77	3.510	1.03	3.428	1.783
	N2H4	Tidak	Ya	0,92	3.065	1.07	3.132	1.892	0,98	3.460	1.07	3.146	1.878
	B2H6	Tidak	Ya	1.96	3.351	0,74	3.489	2.041	2.06	4.016	0,75	3.563	2.039
70% O2+ 30 F2	H2	Tidak	Ya	4.80	3.871	0,32	2.954	2.453	5.70	4.520	0,36	3.195	2.417
	RP-1	Tidak	Ya	3.01	3.103	1.09	3.665	1.908	3.30	3.697	1.10	3.692	1.889
70 F2+ 30% O2	RP-1	Ya	Ya	3.84	3.377	1.20	4.361	2.106	3.84	3.955	1.20	4.361	2.104
87,8 F2+ 12,2% O2	MMH	Ya	Ya	2.82	3.525	1.24	4.454	2.191	2.83	4.148	1.23	4.453	2.186
F2	H2	Ya	Ya	7.94	4.036	0,46	3.689	2.556	9.74	4.697	0,52	3.985	2.530
	34,8% Li 65,2% H2	Ya	Ya	0,96	4.256	0,19	1.830	2.680
	39,3% Li + 60,7 H2	Ya	Ya						1.08	5.050	0,21	1.974	2.656
	CH4	Ya	Ya	4.53	3.414	1.03	3.918	2.068	4.74	4.075	1.04	3.933	2.064
	C2H6	Ya	Ya	3.68	3.335	1.09	3.914	2.019	3.78	3.987	1.10	3.923	2.014
	MMH	Ya	Ya	2.39	3.413	1.24	4.074	2.063	2.47	4.071	1.24	4.091	1.987
	N2H4	Ya	Ya	2.32	3.580	1.31	4.461	2.219	2.37	4.215	1.31	4.468	2.122
	NH3	Ya	Ya	3.32	3.531	1.12	4.337	2.194	3.35	4.143	1.12	4.341	2.193
Bipropelan kriogenik dengan pengoksidasi oksigen fluorida		Hiprg	Kriyo	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s
OF2	H2	Ya	Ya	5.92	4.014	0,39	3.311	2.542	7.37	4.679	0,44	3.587	2.499
	CH4	Ya	Ya	4.94	3.485	1.06	4.157	2.160	5.58	4.131	1.09	4.207	2.139
	C2H6	Ya	Ya	3.87	3.511	1.13	4.539	2.176	3.86	4.137	1.13	4.538	2.176
	RP-1	Ya	Ya	3.87	3.424	1.28	4.436	2.132	3.85	4.021	1.28	4.432	2.130
	N2H4	Ya	Ya	1.51	3.381	1.26	3.769	2.087	1.65	4.008	1.27	3.814	2.081
	MMH	Ya	Ya	2.28	3.427	1.24	4.075	2.119	2.58	4.067	1.26	4.133	2.106
	50,5% MMH + 29,8% N2H4+ 19,7 H2O	Ya	Ya	1.75	3.286	1.24	3.726	2.025	1.92	3.908	1.25	3.769	2.018
	B2H6	Ya	Ya	3,95	3.653	1.01	4.479	2.244	3,98	4.367	1.02	4.486	2.167
Bipropelan tersimpan dengan oksidan nitrogen		Hiprg	Kriyo	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s
IRFNA III a	MMH	Ya	Tidak	2.59	2.690	1.27	2.849	1.665	2.71	3.178	1.28	2.841	1.655
	UDMH	Ya	Tidak	3.13	2.668	1.26	2.874	1.648	3.31	3.157	1.27	2.864	1.634
	60% UDMH + 40% DETA	Ya	Tidak	3.26	2.638	1.30	2.848	1.627	3.41	3.123	1.31	2.839	1.617
IRFNA IV HDA	MMH	Ya	Tidak	2.43	2.742	1.29	2.953	1.696	2.58	3.242	1.31	2.947	1.680
	UDMH	Ya	Tidak	2.95	2.719	1.28	2.983	1.676	3.12	3.220	1.29	2.977	1.662
	60% UDMH + 40% DETA	Ya	Tidak	3.06	2.689	1.32	2.903	1.656	3.25	3.187	1.33	2.951	1.641
N2O4	N2H4	Ya	Tidak	1.36	2.862	1.21	2.992	1.781	1.42	3.369	1.22	2.993	1.770
	MMH	Ya	Tidak	2.17	2.827	1.19	3.122	1.745	2.37	3.347	1.20	3.125	1.724
	50% UDMH + 50% N2H4	Ya	Tidak	1,98	2.831	1.12	3.095	1.747	2.15	3.349	1.20	3.096	1.731
Bipropelan tersimpan dengan oksidan terhalogenasi		Hiprg	Kriyo	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s	Rasio Ox/Red	v e m/s	ρ /cm ^3	T C °C	C* m/s
ClF3	N2H4	Ya	Tidak	2.81	2.885	1.49	3.650	1.824	2.89	3.356	1,50	3.666	1.822
ClF5	N2H4	Ya	Tidak	2.66	3.069	1.47	3.894	1.935	2.71	3.580	1.47	3.905	1.934
	MMH	Ya	Tidak	2.82	2.962	1.40	3.577	1.837	2.83	3.488	1.40	3.579	1.837
	86% MMH + 14% N2H4	Ya	Tidak	2.78	2.971	1.41	3.575	1.844	2.81	3.498	1.41	3.579	1.844

Referensi

1. IPTS-1968, iupac.org, accessed 2009-06-12
2. Chemical elements data references
3. Properties Of Gases Diarsipkan 2015-02-20 di Wayback Machine.. Roymech.co.uk. Retrieved on 2011-08-28.
4. Liquid Air/LH2. Astronautix.com. Retrieved on 2011-08-28.

Bacaan lain

• Liquid Hydrogen Plant at Iwatani Industrial
• TECHNICAL DEVELOPMENT FOR HYDROGEN
• Space Shuttles Final Flight Tank Spliced Together
• Hydrogen Storage