Trenutno najpogostejše tehnologije shranjevanja vodika vključujejo visokotlačno shranjevanje plina, kriogeno shranjevanje tekočine in shranjevanje v trdnem stanju. Med temi se je visokotlačno shranjevanje plina izkazalo za najbolj zrelo tehnologijo zaradi nizkih stroškov, hitrega polnjenja z vodikom, nizke porabe energije in preproste strukture, zaradi česar je prednostna tehnologija za shranjevanje vodika.
Štiri vrste rezervoarjev za shranjevanje vodika:
Poleg nastajajočih polnih kompozitnih rezervoarjev tipa V brez notranjih oblog so na trg vstopile štiri vrste rezervoarjev za vodik:
1. Povsem kovinski rezervoarji tipa I: ti rezervoarji nudijo večjo zmogljivost pri delovnih tlakih od 17,5 do 20 MPa z nižjimi stroški. Uporabljajo se v omejenih količinah za tovornjake in avtobuse na CNG (stisnjen zemeljski plin).
2. Kompozitni rezervoarji tipa II s kovinsko oblogo: Ti rezervoarji združujejo kovinske obloge (običajno jeklene) s kompozitnimi materiali, navitimi v smeri obroča. Zagotavljajo relativno veliko zmogljivost pri delovnih tlakih med 26 in 30 MPa, z zmernimi stroški. Široko se uporabljajo za aplikacije vozil na CNG.
3.Povsem kompozitni rezervoarji tipa III: Ti rezervoarji imajo manjšo kapaciteto pri delovnih tlakih med 30 in 70 MPa, s kovinskimi oblogami (jeklo/aluminij) in višjimi stroški. Uporabljajo se v lahkih vozilih na vodikove gorivne celice.
4. Kompozitni rezervoarji tipa IV s plastično oblogo: Ti rezervoarji nudijo manjšo zmogljivost pri delovnih tlakih med 30 in 70 MPa, z oblogami iz materialov, kot so poliamid (PA6), polietilen visoke gostote (HDPE) in poliestrska plastika (PET). .
Prednosti rezervoarjev za shranjevanje vodika tipa IV:
Trenutno se rezervoarji tipa IV pogosto uporabljajo na svetovnih trgih, medtem ko rezervoarji tipa III še vedno prevladujejo na komercialnem trgu za shranjevanje vodika.
Dobro je znano, da lahko pride do ireverzibilne vodikove krhkosti, ko tlak vodika preseže 30 MPa, kar povzroči korozijo kovinske obloge in povzroči razpoke in zlome. Ta situacija lahko povzroči uhajanje vodika in posledično eksplozijo.
Poleg tega imajo kovinski aluminij in ogljikova vlakna v plasti navitja potencialno razliko, zaradi česar je neposreden stik med aluminijasto oblogo in navitjem iz ogljikovih vlaken dovzeten za korozijo. Da bi to preprečili, so raziskovalci dodali korozijsko plast med oblogo in plastjo navijanja. Vendar to poveča skupno težo rezervoarjev za shranjevanje vodika, kar poveča logistične težave in stroške.
Varen transport vodika: prednostna naloga:
V primerjavi z rezervoarji tipa III imajo rezervoarji za shranjevanje vodika tipa IV pomembne prednosti v smislu varnosti. Prvič, rezervoarji tipa IV uporabljajo nekovinske obloge, sestavljene iz kompozitnih materialov, kot so poliamid (PA6), polietilen visoke gostote (HDPE) in poliestrska plastika (PET). Poliamid (PA6) ponuja odlično natezno trdnost, odpornost na udarce in visoko temperaturo taljenja (do 220 ℃). Polietilen visoke gostote (HDPE) ima odlično toplotno odpornost, odpornost na razpoke zaradi obremenitve okolja, žilavost in odpornost na udarce. Z ojačitvijo teh plastičnih kompozitnih materialov rezervoarji tipa IV izkazujejo vrhunsko odpornost na vodikovo krhkost in korozijo, kar ima za posledico podaljšano življenjsko dobo in večjo varnost. Drugič, lahka narava plastičnih kompozitnih materialov zmanjša težo rezervoarjev, kar ima za posledico nižje logistične stroške.
Zaključek:
Integracija kompozitnih materialov v rezervoarje za shranjevanje vodika tipa IV predstavlja pomemben napredek pri izboljšanju varnosti in učinkovitosti. Uporaba nekovinskih oblog, kot so poliamid (PA6), polietilen visoke gostote (HDPE) in poliestrska plastika (PET), zagotavlja izboljšano odpornost proti vodikovi krhkosti in koroziji. Poleg tega lahke lastnosti teh plastičnih kompozitnih materialov prispevajo k manjši teži in nižjim logističnim stroškom. Ker se rezervoarji tipa IV vse bolj uporabljajo na trgih in rezervoarji tipa III ostajajo prevladujoči, je stalen razvoj tehnologij za shranjevanje vodika ključnega pomena za uresničitev celotnega potenciala vodika kot čistega vira energije.
Čas objave: 17. nov. 2023