Đại học Tohoku lần đầu tiên quan sát thành công quá trình hình thành và phát triển bong bóng trong hydro lỏng, mở ra hướng nâng cao hiệu quả vận chuyển hydro quy mô lớn
Ngày 19 tháng 8 năm 2026
Annie Nguyễn
Các nhà nghiên cứu tại Viện Cơ học Chất lỏng, Đại học Tohoku (Nhật Bản), phối hợp với Viện Khoa học Vũ trụ JAXA, lần đầu tiên đã thành công trong việc quan sát trực tiếp quá trình hình thành và phát triển của các bong bóng hydro trong môi trường hydro lỏng ở nhiệt độ cực thấp 20 Kelvin (tương đương khoảng -253°C). Thành công này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc thấu hiểu các hiện tượng vật lý phức tạp liên quan đến quá trình hóa hơi của hydro lỏng, vốn là một thách thức lớn đối với việc lưu trữ và vận chuyển hydro ở quy mô công nghiệp trong tương lai.
Nhóm nghiên cứu, bao gồm Phó Giáo sư Junnosuke Okajima và nghiên cứu sinh Masaharu Kubota (tại thời điểm nghiên cứu) cùng Trợ lý Giáo sư Yuki Sakamoto từ JAXA/ISAS, đã sử dụng kỹ thuật hình ảnh tiên tiến để ghi lại toàn bộ quá trình từ khi bong bóng được tạo ra trên bề mặt gia nhiệt, phát triển và tách ra. Kết quả thu được cho phép đo lường chính xác tần suất xuất hiện và tốc độ tăng trưởng của bong bóng. Đáng chú ý, họ còn phát hiện ra một hiện tượng dao động của bong bóng, được cho là đặc trưng riêng của hydro lỏng do mật độ chất lỏng thấp.
Những hiểu biết mới này về động lực học của dòng chảy hai pha (khí-lỏng) trong hydro lỏng có ý nghĩa then chốt đối với việc thiết kế các hệ thống lưu trữ và vận chuyển hydro thế hệ tiếp theo. Việc kiểm soát và dự đoán được hành vi của bong bóng sẽ giúp giảm thiểu tổn thất do hóa hơi, tối ưu hóa các thiết bị trao đổi nhiệt và nâng cao độ an toàn cho toàn bộ chuỗi cung ứng hydro lỏng. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế chuyên ngành International Communications in Heat and Mass Transfer vào ngày 30 tháng 7 năm 2026.
Xem thông cáo báo chí tại link: https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20260819_05web_bubble.pdf
Tohoku University Successfully Visualizes Bubble Nucleation and Growth in Liquid Hydrogen, Paving the Way for Efficient Large-Scale Hydrogen Transport
August 19, 2026
Annie Nguyễn
Researchers at Tohoku University's Institute of Fluid Science, in collaboration with JAXA's Institute of Space and Astronautical Science, have successfully observed the nucleation and growth of hydrogen bubbles in a liquid hydrogen environment at an ultra-low temperature of 20 Kelvin (approximately -253°C) for the first time. This achievement marks a significant advance in understanding the complex physical phenomena associated with liquid hydrogen boil-off, a major challenge for future large-scale industrial storage and transport.
The research team, including Associate Professor Junnosuke Okajima and graduate student Masaharu Kubota (at the time of the study) along with Assistant Professor Yuki Sakamoto from JAXA/ISAS, used advanced imaging techniques to record the entire process from bubble formation on a heated surface, through growth, to departure. The results allowed precise measurement of bubble frequency and growth rates. Notably, they also discovered a bubble oscillation phenomenon, believed to be characteristic of liquid hydrogen due to its low liquid density.
These new insights into the dynamics of two-phase (gas-liquid) flow in liquid hydrogen are crucial for designing next-generation storage and transport systems. Understanding and predicting bubble behavior can help minimize boil-off losses, optimize heat exchangers, and enhance the safety of the entire liquid hydrogen supply chain. The research was published on July 30, 2026, in the international journal International Communications in Heat and Mass Transfer.
Find the press release of Tohoku University at https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20260819_05web_bubble.pdf
