Pašlaik visizplatītākās ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas ietver augstspiediena gāzveida uzglabāšanu, kriogēno šķidrumu uzglabāšanu un cietvielu uzglabāšanu. Starp tām augstspiediena gāzveida uzglabāšana ir kļuvusi par visnobriedušāko tehnoloģiju, pateicoties tās zemajām izmaksām, ātrai ūdeņraža uzpildei, zemam enerģijas patēriņam un vienkāršajai struktūrai, padarot to par vēlamo ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģiju.
Četru veidu ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes:
Papildus topošajām V tipa pilnajām kompozītmateriālu tvertnēm bez iekšējām starplikām tirgū ir ienākušas četru veidu ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes:
1. I tipa pilnībā metāla tvertnes: šīs tvertnes nodrošina lielāku ietilpību ar darba spiedienu no 17,5 līdz 20 MPa ar zemākām izmaksām. Tos ierobežotā daudzumā izmanto CNG (saspiestās dabasgāzes) kravas automašīnām un autobusiem.
2. II tipa kompozītmateriālu tvertnes ar metāla apšuvumu: šajās tvertnēs ir apvienoti metāla starplikas (parasti tērauda) ar kompozītmateriāliem, kas uztīti loka virzienā. Tie nodrošina salīdzinoši lielu jaudu pie darba spiediena no 26 līdz 30 MPa ar mērenām izmaksām. Tos plaši izmanto CNG transportlīdzekļu lietojumiem.
3. Type III pilnībā kompozītmateriālu tvertnes: šīm tvertnēm ir mazāka ietilpība pie darba spiediena no 30 līdz 70 MPa, ar metāla starplikām (tērauda/alumīnija) un augstākām izmaksām. Viņi atrod pielietojumu vieglos ūdeņraža degvielas šūnu transportlīdzekļos.
4. tipa IV kompozītmateriālu tvertnes ar plastmasas oderējumu: šīs tvertnes piedāvā mazāku ietilpību ar darba spiedienu no 30 līdz 70 MPa, ar starplikām, kas izgatavotas no tādiem materiāliem kā poliamīds (PA6), augsta blīvuma polietilēns (HDPE) un poliestera plastmasa (PET). .
IV tipa ūdeņraža uzglabāšanas tvertņu priekšrocības:
Pašlaik IV tipa tvertnes tiek plaši izmantotas pasaules tirgos, savukārt III tipa tvertnes joprojām dominē komerciālajā ūdeņraža uzglabāšanas tirgū.
Ir labi zināms, ka, ja ūdeņraža spiediens pārsniedz 30 MPa, var rasties neatgriezenisks ūdeņraža trauslums, kas izraisa metāla starplikas koroziju un plaisas un lūzumus. Šāda situācija var izraisīt ūdeņraža noplūdi un sekojošu sprādzienu.
Turklāt alumīnija metālam un oglekļa šķiedrai tinuma slānī ir potenciāla atšķirība, padarot tiešu kontaktu starp alumīnija starpliku un oglekļa šķiedras tinumu jutīgu pret koroziju. Lai to novērstu, pētnieki ir pievienojuši izlādes korozijas slāni starp starpliku un tinuma slāni. Tomēr tas palielina ūdeņraža uzglabāšanas tvertņu kopējo svaru, palielinot loģistikas grūtības un izmaksas.
Droša ūdeņraža transportēšana: prioritāte:
Salīdzinot ar III tipa tvertnēm, IV tipa ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes piedāvā būtiskas priekšrocības drošības ziņā. Pirmkārt, IV tipa tvertnēs tiek izmantoti nemetāla starplikas, kas sastāv no kompozītmateriāliem, piemēram, poliamīda (PA6), augsta blīvuma polietilēna (HDPE) un poliestera plastmasas (PET). Poliamīds (PA6) nodrošina izcilu stiepes izturību, triecienizturību un augstu kušanas temperatūru (līdz 220 ℃). Augsta blīvuma polietilēnam (HDPE) ir lieliska karstumizturība, izturība pret plaisāšanu, stingrība un triecienizturība. Ar šo plastmasas kompozītmateriālu pastiprināšanu IV tipa tvertnes demonstrē izcilu izturību pret ūdeņraža trauslumu un koroziju, kā rezultātā tiek pagarināts kalpošanas laiks un paaugstināta drošība. Otrkārt, plastmasas kompozītmateriālu vieglais raksturs samazina tvertņu svaru, kā rezultātā samazinās loģistikas izmaksas.
Secinājums:
Kompozītmateriālu integrēšana IV tipa ūdeņraža uzglabāšanas tvertnēs ir būtisks sasniegums drošības un veiktspējas uzlabošanā. Nemetālisku starpliku, piemēram, poliamīda (PA6), augsta blīvuma polietilēna (HDPE) un poliestera plastmasas (PET) izmantošana nodrošina uzlabotu izturību pret ūdeņraža trauslumu un koroziju. Turklāt šo plastmasas kompozītmateriālu vieglās īpašības palīdz samazināt svaru un zemākas loģistikas izmaksas. Tā kā IV tipa tvertnes tiek plaši izmantotas tirgos un III tipa tvertnes joprojām dominē, nepārtraukta ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģiju attīstība ir ļoti svarīga, lai pilnībā realizētu ūdeņraža kā tīra enerģijas avota potenciālu.
Izlikšanas laiks: 17. novembris 2023