În prezent, cele mai comune tehnologii de stocare a hidrogenului includ stocarea gazoasă de înaltă presiune, stocarea lichidelor criogenice și stocarea în stare solidă. Printre acestea, stocarea gazoasă de înaltă presiune a devenit cea mai matură tehnologie datorită costului redus, realimentării rapide cu hidrogen, consumului redus de energie și structurii simple, ceea ce o face tehnologia preferată de stocare a hidrogenului.
Patru tipuri de rezervoare de stocare a hidrogenului:
În afară de rezervoarele compozite pline de tip V emergente fără căptușeli interne, patru tipuri de rezervoare de stocare a hidrogenului au intrat pe piață:
1.Type I rezervoare integral metalice: Aceste rezervoare oferă o capacitate mai mare la presiuni de lucru cuprinse între 17,5 și 20 MPa, cu costuri mai mici. Sunt utilizate în cantități limitate pentru camioanele și autobuzele cu GNC (gaz natural comprimat).
2. Rezervoare compozite de tip II căptușite cu metal: Aceste rezervoare combină căptușeli metalice (de obicei din oțel) cu materiale compozite înfășurate în direcția cercului. Acestea asigură o capacitate relativ mare la presiuni de lucru între 26 și 30 MPa, cu costuri moderate. Sunt utilizate pe scară largă pentru aplicațiile vehiculelor cu GNC.
3.Type III rezervoare complet compozite: Aceste rezervoare au o capacitate mai mica la presiuni de lucru intre 30 si 70 MPa, cu garnituri metalice (otel/aluminiu) si costuri mai mari. Ei găsesc aplicații în vehiculele ușoare cu pile de combustibil cu hidrogen.
4. Rezervoare compozite de tip IV căptușite cu plastic: Aceste rezervoare oferă o capacitate mai mică la presiuni de lucru între 30 și 70 MPa, cu căptușeli din materiale precum poliamidă (PA6), polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și materiale plastice poliester (PET) .
Avantajele rezervoarelor de stocare a hidrogenului de tip IV:
În prezent, rezervoarele de tip IV sunt utilizate pe scară largă pe piețele globale, în timp ce rezervoarele de tip III domină în continuare piața comercială de stocare a hidrogenului.
Este bine cunoscut faptul că atunci când presiunea hidrogenului depășește 30 MPa, poate apărea fragilizarea ireversibilă a hidrogenului, ducând la coroziunea căptușelii metalice și ducând la fisuri și fracturi. Această situație poate duce la scurgeri de hidrogen și la o explozie ulterioară.
În plus, metalul de aluminiu și fibra de carbon din stratul de înfășurare au o diferență de potențial, făcând contactul direct între căptușeala de aluminiu și înfășurarea din fibră de carbon susceptibilă la coroziune. Pentru a preveni acest lucru, cercetătorii au adăugat un strat de coroziune de descărcare între căptușeală și stratul de înfășurare. Cu toate acestea, acest lucru crește greutatea totală a rezervoarelor de stocare a hidrogenului, adăugând dificultăți logistice și costuri.
Transportul securizat al hidrogenului: o prioritate:
În comparație cu rezervoarele de tip III, rezervoarele de stocare cu hidrogen de tip IV oferă avantaje semnificative în ceea ce privește siguranța. În primul rând, rezervoarele de tip IV utilizează căptușeli nemetalice compuse din materiale compozite, cum ar fi poliamidă (PA6), polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și materiale plastice poliester (PET). Poliamida (PA6) oferă o rezistență excelentă la tracțiune, rezistență la impact și temperatură ridicată de topire (până la 220 ℃). Polietilena de înaltă densitate (HDPE) prezintă o rezistență excelentă la căldură, rezistență la fisurarea prin stres de mediu, duritate și rezistență la impact. Odată cu întărirea acestor materiale plastice compozite, rezervoarele de tip IV demonstrează o rezistență superioară la fragilizarea hidrogenului și la coroziune, rezultând o durată de viață extinsă și o siguranță sporită. În al doilea rând, natura ușoară a materialelor plastice compozite reduce greutatea rezervoarelor, rezultând costuri logistice mai mici.
Concluzie:
Integrarea materialelor compozite în rezervoarele de stocare cu hidrogen de tip IV reprezintă un progres semnificativ în îmbunătățirea siguranței și a performanței. Adoptarea căptușelilor nemetalice, cum ar fi poliamida (PA6), polietilena de înaltă densitate (HDPE) și materialele plastice poliester (PET), oferă o rezistență îmbunătățită la fragilizarea hidrogenului și la coroziune. În plus, caracteristicile de greutate redusă ale acestor materiale plastice compozite contribuie la reducerea greutății și la reducerea costurilor logistice. Pe măsură ce rezervoarele de tip IV sunt utilizate pe scară largă pe piețe, iar rezervoarele de tip III rămân dominante, dezvoltarea continuă a tehnologiilor de stocare a hidrogenului este crucială pentru realizarea întregului potențial al hidrogenului ca sursă de energie curată.
Ora postării: 17-nov-2023