Volvo-Forum.nl

Kan waterstof eigenlijk bevriezen ?

Dat hangt af van de plaats en de beweging van de moleculen van de stof. Overigens heet het alleen bij water bevriezen, bij andere stoffen heet het stollen.

Vast
In welke fase een stof zich bevindt hangt af van de plaats en beweging van de moleculen van de stof. Zitten de moleculen netjes naast elkaar en trillen ze alleen een beetje, dan heb je te maken met een vaste stof. Omdat elke molecuul een vaste plek heeft en er niet veel ruimte tussen zit, kun je de vaste stof niet indrukken. Hierbij speelt ook mee dat moleculen van een vaste stof elkaar goed aantrekken.

Vloeibaar
Deze aantrekkingskracht is bij moleculen van een vloeistof al wat minder. De moleculen zorgen er nog steeds voor dat de stof een geheel blijft (bijvoorbeeld een plas water), maar het is mogelijk om er gemakkelijk iets van weg te nemen. Ook bewegen de moleculen nu langs elkaar. Ze hebben geen vaste plek meer. Wel zitten de moleculen nog steeds dicht op elkaar.

Gasvormig
Bij de aggregatietoestand gas is de aantrekkingskracht tussen de moleculen bijna helemaal weg. Ze bewegen nog wel langs elkaar, maar met grote afstand. Hierdoor hebben ze geen vaste plek meer en is de stof niet meer zichtbaar.

Kook- en vriespunt
De aggregatietoestand verandert per stof bij een bepaalde temperatuur. Bij water (H2O) ligt de overgang van vloeibaar naar gasvorm bij honderd graden celsius. Dit is het kookpunt. Het water verdampt dan en wordt gasvormig. Bij nul graden celsius krijgt het vloeibare water een vaste vorm. Het bevriest. Voor elke stof gelden andere kook- en vriespunten.

Overzicht
Hieronder zie je schematisch hoe de faseveranderingen genoemd worden:

* van vast naar vloeibaar: smelten
* van vast naar gasvormig: sublimeren
* van vloeibaar naar vast: stollen
* van vloeibaar naar gasvormig: sublimeren
* van gasvormig naar vloeibaar: condenseren
* van gasvormig naar vast: rijpen

Fysische eigenschappen
Waterstofgas is het lichtste gas en heeft bij normale druk een kookpunt van slechts 20,28 K en een smeltpunt van 14,01 K (alleen helium heeft een lager kook- en smeltpunt).

Onder extreem hoge druk, bijvoorbeeld in gasreuzen zoals de planeten Jupiter en Saturnus, komt metallische waterstof voor. Dit komt doordat de moleculen onder extreem hoge druk hun identiteit verliezen. De waterstof gedraagt zich dan als een vloeibaar metaal.

Bij extreem lage druk, zoals voorkomt in de ruimte tussen de sterren, komt waterstof vooral voor in de vorm van losse atomen, eenvoudig omdat er geen gelegenheid is om zich tot een molecuul te combineren.

Onder normale omstandigheden is diwaterstof een mengsel van twee verschillende soorten moleculen die van elkaar verschillen in de draairichting die de atoomkernen hebben, ook wel 'spin' genoemd. Deze twee vormen worden ortho- en parawaterstof genoemd (niet te verwarren met isotopen, zie hier onder). Bij normale temperatuur en druk bestaat diwaterstof voor 25% uit de para- en 75% uit de orthovorm. De orthovorm kan niet in zuivere vorm bereid worden. De twee vormen hebben een ongelijk energieniveau en daarmee verschillende fysische eigenschappen. Zo zijn bijvoorbeeld de smelt- en kookpunten van parawaterstof ongeveer 0,1 K lager dan die van orthowaterstof (de zogenaamde 'normale' verschijningsvorm).

Kleine aanvulling op deze mooie uiteenzetting: alle getallen die hier genoemd zijn gelden bij een aardse druk van 1 atmosfeer op zeeniveau. Om precies te zijn bij een luchtdruk van 1,013 bar (1013 hectoPascal) of precies een kwikkolom van 76 cm hoog.

Voor wie het teveel wordt: u kunt dit alles vinden op onder andere WikiPedia.

Dank voor de wetenschappelijke uiteenzetting.
Misschien moet ik mijn vraag anders formuleren.

Is waterstof als brandstof in een auto bruikbaar bij winterse temperaturen ?

Ja. Dat is geschikt.

diesel01 schreef: ↑09.07.2021 - 22:23 Er was enige tijd terug een jongeman die met zijn Model 3 naar de noordkaap reed.
Deze jongeman kwam voor de pass die naar de noordkaap ging in een sneeuwstorm terecht en moest wachten op de sneeuwschuiver.
Zijn kameraden waren bij hem en hadden net hun Kadjar volgegooid met diesel en het duurde niet lang of die Tesla gaf de geest met -25, de fanboy van Tesla wist niet hoe snel hij bij zijn kameraden in de Renault moest gaan zitten.
De man van de shovel was heel kort over de tesla, pretty shitty car in this weather, if you want to die in this weather you shoot stay in the Tesla.
Hier een wintersporter die heel content is met zijn D5 awd, we hebben hier nu ook 2x winters gehad met -15, standkacheltje even aan en met warme auto veilig op weg.

Zowel elektrische auto's en waterstofauto's worden ook regelmatig getest in Lapland (Arjeplog) bij temperaturen van -35, maar als je daar op pad gaat met een lege accu is dat even dom als met een lege tank benzine of diesel.

Tja dat is de crux, Tesla was vol maar liep als een malle leeg alleen om het warm te houden.

Vanaf 1uur38.

Ik zal even een paar conclusies uit mijn eerder link verklappen

- Het produceren van waterstof is gewoon doodzonde van de energie die ook rechtstreeks in een BEV had kunnen gaan
- De opslag van waterstof was toen hij zijn verhaal schreef moeilijk omdat de waterstofmoleculen zo klein zijn dat ze uit elke tank ontsnappen, langzaam maar toch loopt hij leeg
- De auto blijft elektrisch aangedreven, want natuurlijk de beste keuze is voor een voertuig. De elektriciteit komt voor het grootste deel uit de alsnog aanwezige accu. De brandstofcel is traag en kan niet on-demand elektriciteit leveren aan de motor
- En nog wel wat, maar lees het zelf maar lekker

Na zijn 4 delen gelezen te hebben ben ik het met hem eens dat waterstof voor voertuigen gewoon niet ideaal is, er zijn betere technieken