তরল হাইড্রোজেন হাইড্রোজেনের একত্রীকরণের অন্যতম একটি অবস্থা। এই উপাদানটির একটি বায়বীয় এবং কঠিন অবস্থাও রয়েছে। এবং যদি বায়বীয় রূপটি অনেকের কাছে পরিচিত হয়, তবে অন্য দুটি চরম অবস্থা প্রশ্ন উত্থাপন করে।
ইতিহাস
তরল হাইড্রোজেন শুধুমাত্র গত শতাব্দীর তিরিশের দশকে প্রাপ্ত হয়েছিল, কিন্তু তার আগে, গ্যাস স্টোরেজ এবং প্রয়োগের এই পদ্ধতি আয়ত্ত করতে রসায়ন অনেক দূর এগিয়েছে।
আঠারো শতকের মাঝামাঝি ইংল্যান্ডে পরীক্ষামূলকভাবে কৃত্রিম কুলিং ব্যবহার করা শুরু হয়। 1984 সালে, তরল সালফার ডাই অক্সাইড এবং অ্যামোনিয়া প্রাপ্ত হয়েছিল। এই গবেষণার উপর ভিত্তি করে, বিশ বছর পরে প্রথম রেফ্রিজারেটর তৈরি করা হয়েছিল, এবং ত্রিশ বছর পরে পারকিন্স তার আবিষ্কারের জন্য একটি অফিসিয়াল পেটেন্ট দাখিল করেছিলেন। 1851 সালে, আটলান্টিক মহাসাগরের অপর প্রান্তে, জন গোরি একটি এয়ার কন্ডিশনার তৈরির অধিকার দাবি করেন।
এটি হাইড্রোজেনে এসেছিল শুধুমাত্র 1885 সালে, যখন মেরু রব্লেউস্কি তার নিবন্ধে ঘোষণা করেছিলেন যে এই উপাদানটির স্ফুটনাঙ্ক হল 23 কেলভিন, সর্বোচ্চ তাপমাত্রা হল 33 কেলভিন, এবং 13টি বায়ুমণ্ডল। এই বক্তব্যের পর জেমস দেবার তরল হাইড্রোজেন তৈরির চেষ্টা করেন19 শতকের শেষের দিকে, কিন্তু তিনি একটি স্থিতিশীল পদার্থ পাননি।
শারীরিক বৈশিষ্ট্য
একত্রিতকরণের এই অবস্থাটি পদার্থের খুব কম ঘনত্ব দ্বারা চিহ্নিত করা হয় - প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে গ্রাম এর শতভাগ। এটি তরল হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য অপেক্ষাকৃত ছোট পাত্র ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে। স্ফুটনাঙ্ক মাত্র 20 কেলভিন (-252 সেলসিয়াস), এবং এই পদার্থটি ইতিমধ্যে 14 কেলভিনে হিমায়িত হয়৷
তরলটি গন্ধহীন, বর্ণহীন এবং স্বাদহীন। অক্সিজেনের সাথে এটি মিশ্রিত করলে অর্ধেক সময় বিস্ফোরণ হতে পারে। স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছানোর পরে, হাইড্রোজেন একটি বায়বীয় অবস্থায় পরিণত হয় এবং এর আয়তন 850 গুণ বৃদ্ধি পায়।
তরলীকরণের পরে, হাইড্রোজেনকে উত্তাপযুক্ত পাত্রে রাখা হয় যা নিম্নচাপে এবং 15 থেকে 19 কেলভিনের মধ্যে তাপমাত্রায় রাখা হয়।
হাইড্রোজেন প্রাচুর্য
তরল হাইড্রোজেন কৃত্রিমভাবে উত্পাদিত হয় এবং প্রাকৃতিক পরিবেশে ঘটে না। যদি আমরা সামগ্রিক অবস্থা বিবেচনা না করি, তবে হাইড্রোজেন কেবল পৃথিবীতেই নয়, মহাবিশ্বেও সবচেয়ে সাধারণ উপাদান। তারা (আমাদের সূর্য সহ) এটি দিয়ে গঠিত, তাদের মধ্যবর্তী স্থান এটি দিয়ে পূর্ণ। হাইড্রোজেন ফিউশন বিক্রিয়ায় অংশ নেয় এবং মেঘ তৈরি করতে পারে।
পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে, এই উপাদানটি মোট পদার্থের মাত্র এক শতাংশ দখল করে। আমাদের বাস্তুতন্ত্রে এর ভূমিকা এই সত্য দ্বারা উপলব্ধি করা যেতে পারে যে হাইড্রোজেন পরমাণুর সংখ্যা অক্সিজেনের পরেই দ্বিতীয়। আমাদের গ্রহের প্রায় সবকিছুরিজার্ভ H2 একটি আবদ্ধ অবস্থায় আছে। হাইড্রোজেন সকল জীবের অবিচ্ছেদ্য অংশ।
ব্যবহার করুন
তরল হাইড্রোজেন (তাপমাত্রা -252 ডিগ্রি সেলসিয়াস) পেট্রল এবং তেল পরিশোধনের অন্যান্য ডেরিভেটিভ সংরক্ষণের জন্য একটি ফর্ম আকারে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, পরিবহনের ধারণাগুলি বর্তমানে তৈরি করা হচ্ছে যা প্রাকৃতিক গ্যাসের পরিবর্তে জ্বালানী হিসাবে তরল হাইড্রোজেন ব্যবহার করতে পারে। এটি মূল্যবান খনিজ আহরণের খরচ কমাবে এবং বায়ুমণ্ডলে নির্গমন হ্রাস করবে। কিন্তু এখন পর্যন্ত, সর্বোত্তম ইঞ্জিন ডিজাইন পাওয়া যায়নি।
তরল হাইড্রোজেন সক্রিয়ভাবে পদার্থবিদরা তাদের নিউট্রন নিয়ে পরীক্ষায় কুল্যান্ট হিসেবে ব্যবহার করেন। যেহেতু প্রাথমিক কণা এবং হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের ভর প্রায় সমান, তাদের মধ্যে শক্তির আদান-প্রদান খুবই কার্যকর।
সুবিধা এবং বাধা
তরল হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলের উষ্ণতাকে কমিয়ে দিতে পারে এবং গাড়ির জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করলে গ্রিনহাউস গ্যাসের পরিমাণ কমাতে পারে। যখন এটি বাতাসের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে (একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে), জল এবং অল্প পরিমাণে নাইট্রোজেন অক্সাইড তৈরি হবে৷
তবে, এই ধারণাটির নিজস্ব অসুবিধা রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, যেভাবে গ্যাস সংরক্ষণ এবং পরিবহন করা হয়, সেইসাথে ইগনিশন বা এমনকি বিস্ফোরণের ঝুঁকিও বৃদ্ধি পায়। এমনকি সমস্ত সতর্কতা অবলম্বন করেও, হাইড্রোজেন বাষ্পীভবন রোধ করা যাবে না।
রকেট জ্বালানী
তরল হাইড্রোজেন (20 কেলভিন পর্যন্ত স্টোরেজ তাপমাত্রা) এর মধ্যে একটিপ্রপেলান্ট উপাদান। এর বেশ কিছু ফাংশন আছে:
- ইঞ্জিনের উপাদান ঠান্ডা করা এবং অগ্রভাগকে অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে রক্ষা করে।
- অক্সিজেনের সাথে মেশানো এবং গরম করার পরে থ্রাস্ট প্রদান করা।
আধুনিক রকেট ইঞ্জিনগুলো হাইড্রোজেন-অক্সিজেনের সমন্বয়ে চলে। এটি পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণকে কাটিয়ে উঠতে সঠিক গতি অর্জনে সহায়তা করে এবং একই সাথে বিমানের সমস্ত অংশকে অতিরিক্ত তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসা থেকে বিরত রাখে।
বর্তমানে, শুধুমাত্র একটি রকেট আছে যা জ্বালানী হিসাবে হাইড্রোজেন ব্যবহার করে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, রকেটের উপরের স্তরগুলিকে আলাদা করতে বা শূন্যে বেশিরভাগ কাজ করে এমন ডিভাইসগুলিতে তরল হাইড্রোজেন প্রয়োজন। এর ঘনত্ব বাড়াতে এই উপাদানটির অর্ধ-হিমায়িত ফর্ম ব্যবহার করার জন্য গবেষকদের কাছ থেকে পরামর্শ দেওয়া হয়েছে৷
