Wasserstoff spielt in allen Konzepten zur Reduzierung atmosphärischer CO₂-Emissionen eine herausragende Rolle; Technologien zur Erzeugung und Verflüssigung von Wasserstoff müssen um Größenordnungen hochskaliert werden. Diese Maßstabsvergrößerung muss sich auf Simulationen innovativer Prozesse stützen, die notwendigerweise auf thermodynamischen Stoffdatenmodellen beruhen. Eine Analyse der verfügbaren Modelle ergab, dass die Eigenschaften von Wasserstoff mit einer um eine Größenordnung größeren Unsicherheit beschrieben werden als die Eigenschaften bekannter fluider Stoffe.

Erfahrungen mit auf Prozesssimulationen basierendem Up-Scaling zeigen, dass diese Unsicherheiten wahrscheinlich zu großen zusätzlichen Kosten und Verzögerungen führen werden. Um die Beschreibung der Eigenschaften von Wasserstoff zu verbessern und die Anwendung hochmoderner Verflüssigungskonzepte zu ermöglichen, sind grundlegende Durchbrüche bei der Messung von Stoffdaten von Flüssigkeiten bei kryogenen Temperaturen und bei der genauen Modellierung dieser komplexen Systeme erforderlich - die durch den ERC Advanced-Grant ThermoPropHy geförderten Arbeiten gehen diese Punkte systematisch an. So wird eine experimentelle Ausrüstung entwickelt, die hochpräzise Messungen der Dichte und der Schallgeschwindigkeit bei Temperaturen bis hinunter zum Tripelpunkt von Wasserstoff (14 K) ermöglicht, also weit unterhalb der derzeitigen Temperaturgrenzen.

Stoffdatenmodelle werden entwickelt, die zum ersten Mal eine sehr genaue und konsistente Beschreibung beliebiger Mischungen von ortho- und para-Wasserstoff liefern, einschließlich der Auswirkungen des temperaturabhängigen ortho-/para-Gleichgewichts. Feste Phasen von Verunreinigungen, die technische Verflüssigungsprozesse beeinträchtigen, werden durch Modelle beschrieben, die mit genauen Flüssigphasenmodellen konsistent sind.

Messungen und Modellierung von Gemischen aus Helium, Neon und Argon schaffen eine genaue Grundlage für die Anwendung von Mixed-Fluid-Cascade (MFC) Prozessen zur Wasserstoffverflüssigung. Auf der Grundlage der in ThermoPropHy gewonnenen experimentellen Daten werden verbesserte Gemischmodelle für diese Vorkühlgemische entwickelt.