Šiuo metu labiausiai paplitusios vandenilio saugojimo technologijos apima aukšto slėgio dujinį saugojimą, kriogeninį skysčių saugojimą ir kietojo kūno saugojimą. Tarp jų aukšto slėgio dujinis saugojimas tapo brandžiausia technologija dėl savo mažų sąnaudų, greito vandenilio papildymo, mažo energijos suvartojimo ir paprastos struktūros, todėl tai yra tinkamiausia vandenilio saugojimo technologija.
Keturių tipų vandenilio talpyklos:
Be naujų V tipo pilnų kompozitinių bakų be vidinių įdėklų, į rinką pateko keturių tipų vandenilio talpyklos:
1. I tipo metalinės talpyklos: šios talpyklos pasižymi didesne talpa esant darbiniam slėgiui nuo 17,5 iki 20 MPa ir mažesnėmis sąnaudomis. Jie ribotais kiekiais naudojami sunkvežimiams ir autobusams suslėgtomis gamtinėmis dujomis (CNG).
2. II tipo metalu išklotos kompozitinės talpyklos: šiose talpyklose metaliniai įdėklai (paprastai plieniniai) sujungiami su kompozitinėmis medžiagomis, apvyniotomis lanko kryptimi. Jie užtikrina santykinai didelę našumą esant darbiniam slėgiui nuo 26 iki 30 MPa ir nedidelėmis sąnaudomis. Jie plačiai naudojami CNG transporto priemonėms.
3. III tipo kompozitinės talpyklos: šių bakų talpa mažesnė, kai darbinis slėgis yra nuo 30 iki 70 MPa, su metaliniais įdėklais (plieno/aliuminio) ir didesnėmis sąnaudomis. Jie randa pritaikymo lengvose vandenilio kuro elementų transporto priemonėse.
4. IV tipo plastiku dengtos kompozitinės talpyklos: šios talpyklos yra mažesnės, kai darbinis slėgis yra nuo 30 iki 70 MPa, o įdėklai pagaminti iš tokių medžiagų kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET). .
IV tipo vandenilio rezervuarų privalumai:
Šiuo metu IV tipo cisternos plačiai naudojamos pasaulinėse rinkose, o III tipo cisternos vis dar dominuoja komercinėje vandenilio saugyklų rinkoje.
Gerai žinoma, kad kai vandenilio slėgis viršija 30 MPa, gali atsirasti negrįžtamas vandenilio trapumas, dėl kurio gali atsirasti metalo įdėklo korozija ir atsirasti įtrūkimų bei lūžimų. Tokia situacija gali sukelti vandenilio nuotėkį ir vėlesnį sprogimą.
Be to, aliuminio metalas ir anglies pluoštas apvijos sluoksnyje turi potencialų skirtumą, todėl aliuminio įdėklas ir anglies pluošto apvijos tiesiogiai kontaktuoja su korozija. Norėdami to išvengti, mokslininkai pridėjo iškrovos korozijos sluoksnį tarp įdėklo ir apvijos sluoksnio. Tačiau tai padidina bendrą vandenilio talpyklų svorį, o tai padidina logistikos sunkumus ir išlaidas.
Saugus vandenilio transportavimas: prioritetas:
Lyginant su III tipo rezervuarais, IV tipo vandenilio akumuliacinės talpos turi reikšmingų pranašumų saugumo požiūriu. Pirma, IV tipo cisternos naudoja nemetalinius įdėklus, sudarytus iš sudėtinių medžiagų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET). Poliamidas (PA6) pasižymi puikiu atsparumu tempimui, atsparumu smūgiams ir aukšta lydymosi temperatūra (iki 220 ℃). Didelio tankio polietilenas (HDPE) pasižymi puikiu atsparumu karščiui, atsparumu aplinkos poveikiui įtrūkimams, kietumui ir atsparumui smūgiams. Sustiprinus šias plastikines kompozitines medžiagas, IV tipo bakai demonstruoja puikų atsparumą vandenilio trapumui ir korozijai, todėl pailgėja tarnavimo laikas ir padidėja sauga. Antra, dėl plastikinių kompozitinių medžiagų lengvumo sumažėja rezervuarų svoris, todėl logistikos išlaidos mažesnės.
Išvada:
Kompozitinių medžiagų integravimas į IV tipo vandenilio rezervuarus yra didelė pažanga didinant saugą ir našumą. Nemetalinių įdėklų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET), naudojimas pagerina atsparumą vandenilio trapumui ir korozijai. Be to, dėl šių plastikinių kompozitinių medžiagų lengvumo savybių sumažėja svoris ir logistikos išlaidos. Kadangi IV tipo cisternos tampa plačiai naudojamos rinkose, o III tipo cisternos išlieka dominuojančios, nuolatinis vandenilio saugojimo technologijų tobulinimas yra labai svarbus norint išnaudoti visas vandenilio, kaip švarios energijos šaltinio, potencialas.
Paskelbimo laikas: 2023-11-17