În prezent, cele mai frecvente tehnologii de stocare a hidrogenului includ depozitarea gazoasă de înaltă presiune, stocarea lichidului criogenic și stocarea în stare solidă. Printre acestea, stocarea gazoasă de înaltă presiune a apărut ca cea mai matură tehnologie datorită costurilor reduse, alimentarei rapide de hidrogen, consumului de energie scăzut și structurii simple, ceea ce o face tehnologia preferată de stocare a hidrogenului.
Patru tipuri de rezervoare de depozitare a hidrogenului:
În afară de rezervoarele compozite complete de tip V emergente fără garnituri interne, patru tipuri de rezervoare de depozitare a hidrogenului au intrat pe piață:
1. Tipul I All-Metal Tanks: Aceste tancuri 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 camioane și autobuze CNG (gaze naturale comprimate).
2. Tipul II rezervoare compozite cu căptușeală metalică: Aceste rezervoare combină garniturile metalice (de obicei oțel) cu materiale compozite înfășurate în direcția cercului. Acestea asigură o capacitate relativ mare la presiunile de lucru între 26 și 30 MPa, cu costuri moderate. Sunt utilizate pe scară largă pentru aplicațiile de vehicule CNG.
3. Tipul III Rezervoare All-Compozit: Aceste rezervoare au o capacitate mai mică la presiunile de lucru între 30 și 70 MPa, cu garnituri metalice (oțel/aluminiu) și costuri mai mari. Ei găsesc aplicații în vehicule cu celule cu combustibil cu hidrogen ușor.
4. Tipul IV Rezervoare compozite cu căptușeală din plastic: Aceste rezervoare oferă o capacitate mai mică la presiunile de lucru între 30 și 70 MPa, cu căptușeală din materiale precum poliamidă (PA6), polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și plastic din poliester (PET).
Avantajele rezervoarelor de depozitare 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 încă domină piața comercială de stocare a hidrogenului.
Este cunoscut faptul că atunci când presiunea de hidrogen depășește 30 MPa, poate apărea o îmbrățișare ireversibilă a hidrogenului, ceea ce duce la coroziunea căptușelii metalice și rezultând în fisuri și fracturi. Această situație poate duce la scurgeri de hidrogen și la explozie ulterioară.
În plus, metalul din aluminiu și fibra de carbon din stratul de înfășurare au o diferență potențială, ceea ce face contact direct între căptușeala de aluminiu și înfășurarea din fibră de carbon sensibilă la coroziune. Pentru a preveni acest lucru, cercetătorii au adăugat un strat de coroziune a descărcării între căptușeală și stratul de înfășurare. Cu toate acestea, acest lucru crește greutatea totală a rezervoarelor de depozitare a hidrogenului, adăugând dificultăți și costuri logistice.
Transportul de hidrogen securizat: o prioritate:
În comparație cu rezervoarele de tip III, rezervoarele de depozitare a hidrogenului de tip IV oferă avantaje semnificative în ceea ce privește siguranța. În primul rând, rezervoarele de tip IV utilizează garnituri nemetalice compuse din materiale compozite, cum ar fi poliamidă (PA6), polietilenă de înaltă densitate (HDPE) și materiale plastice din 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 fisura de stres de mediu, rezistență și rezistență la impact. Odată cu consolidarea acestor materiale compozite din plastic, rezervoarele de tip IV demonstrează o rezistență superioară la îmbrățișarea și coroziunea de hidrogen, ceea ce duce la o durată de viață extinsă și o siguranță sporită. În al doilea rând, natura ușoară a materialelor compozite din plastic reduce greutatea rezervoarelor, ceea ce duce la costuri logistice mai mici.
Concluzie:
Integrarea materialelor compozite în rezervoarele de depozitare a hidrogenului de tip IV reprezintă un avans semnificativ în îmbunătățirea siguranței și performanței. Adoptarea garniturilor nemetalice, cum ar fi poliamida (PA6), polietilena de înaltă densitate (HDPE) și materialele plastice din poliester (PET), asigură o rezistență îmbunătățită la îmbrățișarea și coroziunea de hidrogen. Mai mult, caracteristicile ușoare ale acestor materiale compozite din plastic contribuie la reducerea greutății și la costurile logistice mai mici. Pe măsură ce rezervoarele de tip IV obțin o utilizare pe scară largă pe piețele și 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.
Timpul post: 17-2023 nov