Praegu hõlmavad kõige levinumad vesiniku säilitamise tehnoloogiad kõrgsurvegaaside hoidmist, krüogeensete vedelike hoidmist ja tahkishoidlat. Nende hulgas on kõrgsurvegaaside hoidmine kujunenud kõige küpsemaks tehnoloogiaks selle madala hinna, kiire vesiniku tankimise, madala energiatarbimise ja lihtsa struktuuri tõttu, mistõttu on see eelistatud vesiniku salvestamise tehnoloogia.
Nelja tüüpi vesinikupaake:
Lisaks tekkivatele V-tüüpi sisemiste vooderdisteta täiskomposiitpaakidele on turule tulnud nelja tüüpi vesinikupaake:
1. I tüüpi täismetallist mahutid: need mahutid pakuvad suuremat võimsust töörõhul 17,5–20 MPa ja väiksemate kuludega. Neid kasutatakse piiratud koguses CNG (surumaagaas) veoautode ja busside jaoks.
2. II tüüpi metallist vooderdusega komposiitpaagid: nendes paakides on ühendatud metallvooderdised (tavaliselt terasest) ja komposiitmaterjalid, mis on keritud ringjoonega. Need pakuvad suhteliselt suurt võimsust töörõhul 26–30 MPa ja mõõdukate kuludega. Neid kasutatakse laialdaselt CNG-sõidukite rakendustes.
3. III tüüpi täiskomposiitpaagid: nende paakide mahutavus on väiksem töörõhul 30–70 MPa, metallist vooderdised (teras/alumiinium) ja suuremad kulud. Nad leiavad rakendusi kergetes vesinikkütuseelemendiga sõidukites.
4. IV tüüpi plastist vooderdusega komposiitpaagid: need mahutid on väiksema mahutavusega töörõhul 30–70 MPa ja vooderdised on valmistatud sellistest materjalidest nagu polüamiid (PA6), kõrge tihedusega polüetüleen (HDPE) ja polüesterplast (PET). .
IV tüüpi vesinikupaakide eelised:
Praegu kasutatakse IV tüüpi paake ülemaailmsetel turgudel laialdaselt, samas kui III tüüpi paagid domineerivad endiselt kaubanduslikul vesinikuhoidlate turul.
On hästi teada, et kui vesiniku rõhk ületab 30 MPa, võib tekkida pöördumatu vesiniku rabestumine, mis põhjustab metallvoodri korrosiooni ning pragude ja murdumiste teket. Selline olukord võib potentsiaalselt põhjustada vesiniku leket ja sellele järgnevat plahvatust.
Lisaks on mähise kihi alumiiniummetallil ja süsinikkiul potentsiaalide erinevus, mis muudab alumiiniumvoodri ja süsinikkiust mähise vahelise otsese kokkupuute korrosioonile vastuvõtlikuks. Selle vältimiseks on teadlased lisanud voodri ja mähisekihi vahele tühjenduskorrosioonikihi. See aga suurendab vesinikupaakide kogumassi, lisades logistilisi raskusi ja kulusid.
Turvaline vesiniku transport: prioriteet:
Võrreldes III tüüpi paakidega pakuvad IV tüüpi vesinikupaagid ohutuse osas olulisi eeliseid. Esiteks kasutavad IV tüüpi paagid mittemetallist vooderdisi, mis koosnevad komposiitmaterjalidest, nagu polüamiid (PA6), kõrge tihedusega polüetüleen (HDPE) ja polüesterplast (PET). Polüamiid (PA6) pakub suurepärast tõmbetugevust, löögikindlust ja kõrget sulamistemperatuuri (kuni 220 ℃). Suure tihedusega polüetüleenil (HDPE) on suurepärane kuumakindlus, vastupidavus keskkonnamõjudele pragudele, sitkus ja löögikindlus. Nende plastist komposiitmaterjalide tugevdamise tõttu on IV tüüpi paagid suurepärased vesiniku rabeduse ja korrosiooni vastu, mille tulemuseks on pikem kasutusiga ja suurem ohutus. Teiseks vähendab plastkomposiitmaterjalide kerge olemus paakide kaalu, mille tulemuseks on madalamad logistikakulud.
Järeldus:
Komposiitmaterjalide integreerimine IV tüüpi vesinikupaakidesse on oluline edasiminek ohutuse ja jõudluse suurendamisel. Mittemetallist vooderdiste, nagu polüamiid (PA6), kõrge tihedusega polüetüleen (HDPE) ja polüesterplast (PET) kasutuselevõtt tagab parema vastupidavuse vesiniku rabedusele ja korrosioonile. Lisaks aitavad nende plastkomposiitmaterjalide kerged omadused vähendada kaalu ja logistikakulusid. Kuna IV tüüpi paagid leiavad turgudel laialdast kasutust ja III tüüpi paagid jäävad domineerima, on vesiniku kui puhta energiaallika täieliku potentsiaali realiseerimiseks ülioluline vesiniku salvestamise tehnoloogiate pidev arendamine.
Postitusaeg: 17.11.2023