V súčasnosti medzi najbežnejšie technológie skladovania vodíka patrí vysokotlakové skladovanie plynu, skladovanie kryogénnych kvapalín a skladovanie v tuhom stave. Spomedzi nich sa vysokotlakové skladovanie plynu ukázalo ako najvyspelejšia technológia vďaka nízkej cene, rýchlemu tankovaniu vodíka, nízkej spotrebe energie a jednoduchej štruktúre, čo z neho robí preferovanú technológiu skladovania vodíka.
Štyri typy nádrží na skladovanie vodíka:
Okrem vznikajúcich plných kompozitných nádrží typu V bez vnútorných vložiek vstúpili na trh štyri typy nádrží na skladovanie vodíka:
1.Celokovové nádrže typu I: Tieto nádrže ponúkajú väčšiu kapacitu pri pracovných tlakoch v rozsahu od 17,5 do 20 MPa s nižšími nákladmi. Používajú sa v obmedzenom množstve pre nákladné autá a autobusy na CNG (stlačený zemný plyn).
2. Kompozitné nádrže typu II s kovovým obložením: Tieto nádrže kombinujú kovové vložky (zvyčajne oceľ) s kompozitnými materiálmi navinutými v smere obruče. Poskytujú relatívne veľkú kapacitu pri pracovných tlakoch medzi 26 a 30 MPa s miernymi nákladmi. Široko sa používajú pre vozidlá na CNG.
3. Celokompozitné nádrže typu III: Tieto nádrže majú menšiu kapacitu pri pracovných tlakoch medzi 30 a 70 MPa, s kovovými vložkami (oceľ/hliník) a vyššími nákladmi. Nachádzajú uplatnenie v ľahkých vozidlách s vodíkovými palivovými článkami.
4. Plastové kompozitné nádrže typu IV: Tieto nádrže ponúkajú menšiu kapacitu pri pracovných tlakoch medzi 30 a 70 MPa, s vložkami vyrobenými z materiálov ako polyamid (PA6), polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET). .
Výhody nádrží na skladovanie vodíka typu IV:
V súčasnosti sú nádrže typu IV široko používané na globálnych trhoch, zatiaľ čo nádrže typu III stále dominujú na komerčnom trhu so skladovaním vodíka.
Je dobre známe, že keď tlak vodíka prekročí 30 MPa, môže dôjsť k nevratnému vodíkovému skrehnutiu, čo vedie ku korózii kovovej vložky a má za následok praskliny a praskliny. Táto situácia môže potenciálne viesť k úniku vodíka a následnému výbuchu.
Hliníkový kov a uhlíkové vlákna vo vrstve vinutia majú navyše potenciálny rozdiel, vďaka čomu je priamy kontakt medzi hliníkovou vložkou a vinutím uhlíkových vlákien náchylný na koróziu. Aby sa tomu zabránilo, výskumníci pridali vrstvu výbojovej korózie medzi vložku a vrstvu vinutia. To však zvyšuje celkovú hmotnosť nádrží na skladovanie vodíka, čo zvyšuje logistické ťažkosti a náklady.
Bezpečná preprava vodíka: Priorita:
V porovnaní s nádržami typu III ponúkajú nádrže na skladovanie vodíka typu IV významné výhody z hľadiska bezpečnosti. Po prvé, nádrže typu IV využívajú nekovové vložky zložené z kompozitných materiálov, ako je polyamid (PA6), polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET). Polyamid (PA6) ponúka vynikajúcu pevnosť v ťahu, odolnosť proti nárazu a vysokú teplotu topenia (až 220 ℃). Polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) vykazuje vynikajúcu tepelnú odolnosť, odolnosť voči praskaniu vplyvom prostredia, húževnatosť a odolnosť proti nárazu. S vystužením týchto plastových kompozitných materiálov demonštrujú nádrže typu IV vynikajúcu odolnosť voči vodíkovému krehnutiu a korózii, čo má za následok predĺženú životnosť a vyššiu bezpečnosť. Po druhé, ľahká povaha plastových kompozitných materiálov znižuje hmotnosť nádrží, čo má za následok nižšie logistické náklady.
Záver:
Integrácia kompozitných materiálov do zásobníkov vodíka typu IV predstavuje významný pokrok vo zvyšovaní bezpečnosti a výkonu. Použitie nekovových vložiek, ako je polyamid (PA6), polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET), poskytuje zlepšenú odolnosť voči vodíkovému krehnutiu a korózii. Navyše, ľahké charakteristiky týchto plastových kompozitných materiálov prispievajú k zníženiu hmotnosti a nižším logistickým nákladom. Keďže nádrže typu IV získavajú na trhoch široké využitie a nádrže typu III zostávajú dominantné, neustály vývoj technológií skladovania vodíka je rozhodujúci pre využitie plného potenciálu vodíka ako čistého zdroja energie.
Čas odoslania: 17. novembra 2023