Praegu on kõige levinumad vesiniku ladustamise tehnoloogiad kõrgsurvega gaasilised säilitamise, krüogeense vedeliku säilitamise ja tahke oleku säilitamise. Nende hulgas on kõrgsurve gaasiline ladustamine osutunud kõige küpsemaks tehnoloogiaks, kuna selle madalad kulud, kiire vesiniku tankimise, madala energiatarbimise ja lihtsa struktuuri tõttu, muutes selle eelistatavaks vesiniku ladustamise tehnoloogiaks.
Neljat tüüpi vesiniku ladustamismahutid:
Lisaks arenevatele V -tüüpi täis komposiitmahutid, millel pole sisevoodeid, on turule sisenenud neli tüüpi vesiniku ladustamismahutid:
1.Tüüp I kogu metallmahutid: need tankid pakuvad suuremat mahutavust töösurve korral vahemikus 17,5 kuni 20 MPa, madalamate kuludega. Neid kasutatakse piiratud koguses CNG (kokkusurutud maagaasi) veoautode ja busside jaoks.
2.Type II metallvoodriga komposiitmahutid: need mahutid ühendavad metallvooderdised (tavaliselt teras) koos komposiitmaterjalidega. Need pakuvad töösurve suhteliselt suurt mahutavust vahemikus 26–30 MPa, mõõdukate kuludega. Neid kasutatakse laialdaselt CNG sõidukirakenduste jaoks.
3.Type III kõik-komposiitmahutid: Nendel mahutitel on väiksem töösurve maht vahemikus 30–70 MPa, metallvooderdiste (teras/alumiinium) ja suuremate kuludega. Nad leiavad rakendusi kergete vesinikukütuseelementide sõidukites.
4. Tüüp IV plastvoodriga komposiitmahutid: need mahutid pakuvad väiksemat mahutavust töörõhul vahemikus 30 kuni 70 MPa, kusjuures vooderdised on valmistatud sellistest materjalidest nagu polüamiid (PA6), suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) ja polüesterplastid (PET).
IV tüüpi vesiniku ladustamispaakide eelised:
Praegu kasutatakse IV tüüpi paake laialdaselt maailmaturgudel, III tüüpi paagid domineerivad endiselt kaubanduslikul vesiniku ladustamisturul.
On hästi teada, et kui vesiniku rõhk ületab 30 MPa, võib tekkida pöördumatu vesiniku omastatus, mis põhjustab metalli vooderdise korrosiooni ja põhjustades pragusid ja luumurdusid. See olukord võib põhjustada vesiniku leket ja sellele järgnevat plahvatust.
Lisaks on mähise kihi alumiiniummetallil ja süsinikkiududel potentsiaalne erinevus, mis loob otsese kontakti alumiiniumist vooderdise ja süsinikkiust mähise vahel, mis on vastuvõtlik korrosioonile. Selle vältimiseks on teadlased lisanud vooderdise ja mähise kihi vahele tühjenduskorrosioonikihi. See suurendab aga vesiniku ladustamismahutite kogukaalu, lisades logistilisi raskusi ja kulusid.
Vesiniku turvaline transport: prioriteet:
Võrreldes III tüüpi paakidega pakuvad IV tüüpi vesiniku säilitusmahutid ohutuse osas olulisi eeliseid. Esiteks kasutavad IV tüüpi mahutid mittemetallilisi vooderdisi, mis koosnevad komposiitmaterjalidest nagu polüamiid (PA6), suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) ja polüestri plastidest (PET). Polüamiid (PA6) pakub suurepärast tõmbetugevust, löögikindlust ja kõrge sulamistemperatuuri (kuni 220 ℃). Kõrge tihedusega polüetüleenil (HDPE) on suurepärane soojuskindlus, keskkonnastressi pragunemise vastupidavus, sitkus ja löögikindlus. Nende plastist komposiitmaterjalide tugevdamisega näitavad IV tüüpi mahutid paremat vastupidavust vesiniku omastamisele ja korrosioonile, mille tulemuseks on pikendatud kasutusaja ja suurenenud ohutus. Teiseks vähendab plastist komposiitmaterjalide kerge olemus mahutite kaalu, põhjustades madalamaid logistilisi kulusid.
Järeldus:
Komposiitmaterjalide integreerimine IV tüüpi vesiniku säilitusmahutites on oluline edasiminek ohutuse ja jõudluse suurendamisel. Mittemetalliliste vooderdiste, näiteks polüamiidi (PA6), suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) ja polüesterplastide (PET) kasutuselevõtt annab parema vastupidavuse vesiniku omastamisele ja korrosioonile. Veelgi enam, nende plastikust komposiitmaterjalide kerged omadused soodustavad vähenenud kaalu ja madalamaid logistilisi kulusid. Kuna IV tüüpi mahutid saavad turgudel ja III tüüpi paakides domineerivad, on vesiniku ladustamise tehnoloogiate pidev areng vesiniku kui puhta energiaallikana täieliku potentsiaali realiseerimisel ülioluline.
Postiaeg: 17.-17.-20123