Los vehículos de nitrógeno líquido funcionan con nitrógeno líquido almacenado en tanques especiales. Normalmente, un motor de nitrógeno funciona de la siguiente manera: el nitrógeno líquido se calienta en un intercambiador de calor, recibiendo calor del aire circundante, luego el nitrógeno evaporado, convertido en gas a alta presión, ingresa al motor, donde, actuando sobre el pistón o rotor del motor , le transfiere energía. Los vehículos de nitrógeno líquido se han mostrado al público, pero no se han comercializado. Uno de estos vehículos fue un automóvil demostrado por la firma angloamericana Liquid Air en 1902. Según la empresa desarrolladora, este automóvil pudo viajar cientos de kilómetros en una estación de servicio.
La energía del nitrógeno líquido también se puede utilizar en sistemas híbridos, en particular, en vehículos eléctricos. Además, los sistemas de frenado regenerativo también se pueden utilizar junto con los sistemas de nitrógeno líquido.
Los vehículos de nitrógeno líquido son comparables en muchos aspectos a los vehículos eléctricos . Sus ventajas frente a otro tipo de vehículos son las siguientes:
La producción de nitrógeno líquido es un proceso intensivo en energía, lo que resulta en un alto costo de nitrógeno líquido.[ aclarar ]
Cualquier producto resultante de un proceso de cambio de fase de la materia eventualmente tendrá una densidad de energía más baja que un producto resultante de un proceso basado en reacciones químicas. A su vez, los productos obtenidos como resultado de reacciones químicas tienen una densidad energética inferior a la de las sustancias que sufren transformaciones nucleares. Por lo tanto, el nitrógeno líquido como vector de energía tiene una baja densidad de energía. El combustible de hidrocarburo líquido en comparación con el nitrógeno líquido tiene una alta densidad de energía. Este es un aspecto importante, porque la alta densidad de energía hace que la distribución, el transporte y el almacenamiento de combustible sean más convenientes. A su vez, la conveniencia es un factor importante para las cualidades de consumo de los bienes. La conveniencia del almacenamiento de productos derivados del petróleo, combinada con su bajo costo, los convierte en tipos de combustibles insuperables en términos de calidad de consumo. Además, la gasolina y el gasóleo son fuentes de energía primaria que no requieren de sustancias intermediarias para almacenar y transportar la energía.
Dado que el nitrógeno líquido N2 tiene una temperatura inferior a 90,2 K, el oxígeno puede condensarse del aire atmosférico. Las gotas de oxígeno líquido pueden caer sobre varios objetos circundantes. A su vez, el oxígeno líquido puede reaccionar de forma espontánea y bastante violenta con los productos químicos orgánicos, incluidos los productos derivados del petróleo, como el asfalto.
El líquido criogénico derramado puede ser peligroso. En particular, el contacto con nitrógeno líquido en la superficie del cuerpo humano puede provocar congelación . El nitrógeno líquido en contacto con algunos materiales los hace extremadamente frágiles.
A diferencia de los motores de combustión interna, los sistemas criogénicos que funcionan con nitrógeno líquido en particular requieren intercambiadores de calor para calentar y enfriar el fluido de trabajo. La humedad del aire ambiente puede congelarse en piezas y conjuntos de intercambiadores de calor, lo que dificulta el flujo de calor. La prevención de la congelación requiere la solución de problemas de ingeniería apropiados y la instalación de equipos adicionales. Esto conduce a un aumento de la masa del vehículo, un aumento de la complejidad del diseño, una disminución de la eficiencia y un aumento del coste.