Šiuo metu labiausiai paplitusios vandenilio saugojimo technologijos yra aukšto slėgio dujinis saugojimas, kriogeninis skysčių saugojimas ir kietojo kūno saugojimas. Tarp jų aukšto slėgio dujinis saugojimas tapo labiausiai išvystyta technologija dėl mažos kainos, greito vandenilio papildymo, mažo energijos suvartojimo ir paprastos konstrukcijos, todėl tai yra pageidaujama vandenilio saugojimo technologija.
Keturių tipų vandenilio kaupimo bakai:
Be naujų V tipo pilnų kompozitinių bakų be vidinių įdėklų, rinkoje pasirodė keturių tipų vandenilio kaupimo bakai:
1. I tipo metaliniai bakai: šie bakai pasižymi didesne talpa, esant 17,5–20 MPa darbiniam slėgiui, ir mažesne kaina. Jie ribotais kiekiais naudojami SGD (suslėgtomis gamtinėmis dujomis) varomuose sunkvežimiuose ir autobusuose.
2. II tipo metalu dengtos kompozicinės talpyklos: šios talpyklos pagamintos iš metalinių įdėklų (dažniausiai plieninių) ir kompozicinių medžiagų, suvyniotų žiedine kryptimi. Jos pasižymi gana didele talpa esant 26–30 MPa darbiniam slėgiui ir nedidele kaina. Jos plačiai naudojamos SGD varomose transporto priemonėse.
3. III tipo kompozicinės talpyklos: šios talpyklos pasižymi mažesne talpa, esant 30–70 MPa darbiniam slėgiui, metaliniais įdėklais (plieno / aliuminio) ir didesne kaina. Jos naudojamos lengvosiose vandenilinio kuro elementais varomose transporto priemonėse.
4. IV tipo plastiku išklotos kompozitinės talpyklos: šios talpyklos yra mažesnės talpos, esant darbiniam slėgiui nuo 30 iki 70 MPa, o jų įdėklai pagaminti iš tokių medžiagų kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET).
IV tipo vandenilio kaupimo bakų privalumai:
Šiuo metu IV tipo talpyklos yra plačiai naudojamos pasaulinėse rinkose, o III tipo talpyklos vis dar dominuoja komercinėje vandenilio saugojimo rinkoje.
Gerai žinoma, kad kai vandenilio slėgis viršija 30 MPa, gali atsirasti negrįžtamas vandenilio trapumas, dėl kurio metalinis įdėklas gali korozijuoti ir atsirasti įtrūkimų bei lūžių. Dėl to gali įvykti vandenilio nuotėkis ir vėlesnis sprogimas.
Be to, aliuminio metalas ir anglies pluoštas apvijos sluoksnyje turi potencialų skirtumą, todėl tiesioginis aliuminio įdėklo ir anglies pluošto apvijos kontaktas yra jautrus korozijai. Siekdami to išvengti, tyrėjai tarp įdėklo ir apvijos sluoksnio pridėjo išlydžio korozijos sluoksnį. Tačiau tai padidina bendrą vandenilio kaupimo bakų svorį, o tai padidina logistikos sunkumus ir išlaidas.
Saugus vandenilio transportavimas: prioritetas:
Palyginti su III tipo talpyklomis, IV tipo vandenilio kaupimo talpyklos pasižymi dideliais saugos pranašumais. Pirma, IV tipo talpyklose naudojami nemetaliniai įdėklai, sudaryti iš kompozicinių medžiagų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET). Poliamidas (PA6) pasižymi puikiu tempiamuoju stiprumu, atsparumu smūgiams ir aukšta lydymosi temperatūra (iki 220 ℃). Didelio tankio polietilenas (HDPE) pasižymi puikiu atsparumu karščiui, atsparumu įtrūkimams dėl aplinkos poveikio, tvirtumu ir smūgiams. Sutvirtinus šias plastikines kompozicines medžiagas, IV tipo talpyklos pasižymi didesniu atsparumu vandenilio trapumui ir korozijai, todėl pailgėja jų tarnavimo laikas ir padidėja saugumas. Antra, lengvas plastikinių kompozicinių medžiagų svoris sumažina talpyklų svorį, o tai sumažina logistikos išlaidas.
Išvada:
Kompozitinių medžiagų integravimas į IV tipo vandenilio kaupimo talpyklas yra reikšmingas žingsnis į priekį didinant saugumą ir našumą. Nemetalinių įdėklų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET), naudojimas užtikrina geresnį atsparumą vandenilio trapumui ir korozijai. Be to, lengvas šių plastikinių kompozicinių medžiagų svoris padeda sumažinti svorį ir logistikos išlaidas. Kadangi IV tipo talpyklos plačiai naudojamos rinkose, o III tipo talpyklos išlieka dominuojančios, nuolatinis vandenilio kaupimo technologijų tobulinimas yra labai svarbus norint visapusiškai išnaudoti vandenilio, kaip švarios energijos šaltinio, potencialą.
Įrašo laikas: 2023 m. lapkričio 17 d.