Šiuo metu labiausiai paplitusios vandenilio kaupimo technologijos apima aukšto slėgio dujinį saugojimą, kriogeninį skysčių saugyklą ir kietojo kūno laikymą. Tarp jų aukšto slėgio dujinė saugykla atsirado kaip brandžiausia technologija dėl mažos kainos, greito degalų papildymo vandeniliu, mažos energijos suvartojimo ir paprastos struktūros, todėl ji yra tinkamiausia vandenilio kaupimo technologija.
Keturios vandenilio laikymo rezervuarų tipai:
Be kylančio V tipo V tipo pilnų kompozicinių rezervuarų be vidinių įdėklų, į rinką pateko keturi vandenilio laikymo rezervuarai:
1. tipo I metalo rezervuarai: Šie rezervuarai siūlo didesnę talpą, kai darbo slėgis svyruoja nuo 17,5 iki 20 MPa, o išlaidos yra mažesnės. Jie naudojami ribotais kiekiais CNG (suspaustų gamtinių dujų) sunkvežimiams ir autobusams.
2.PEPE II metalu iškloti kompoziciniai rezervuarai: Šie rezervuarai sujungia metalinius įdėklus (paprastai plieninius) su kompozicinėmis medžiagomis, suvyniotomis lanko kryptimi. Jie suteikia palyginti didelius pajėgumus, kai darbo slėgis yra nuo 26 iki 30 MPa, o tai yra vidutinės išlaidos. Jie plačiai naudojami CNG transporto priemonių naudojimui.
3. III tipo all-composite rezervuarai: Šie rezervuarai pasižymi mažesne talpa, kai darbinis slėgis yra nuo 30 iki 70 MPa, su metaliniais įdėklais (plienu/aliuminiu) ir didesnėmis išlaidomis. Jie randa programas lengvose vandenilio kuro elementų transporto priemonėse.
4. tipo IV plastikinės kompozicinės rezervuarai: Šie rezervuarai siūlo mažesnę talpą, kai darbinis slėgis yra nuo 30 iki 70 MPa, iš kurių įdėklai pagaminti iš tokių medžiagų kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET).
IV tipo vandenilio laikymo rezervuarų pranašumai:
Šiuo metu IV tipo rezervuarai yra plačiai naudojami pasaulinėse rinkose, o III tipo rezervuarai vis dar dominuoja komercinėje vandenilio kaupimo rinkoje.
Gerai žinoma, kad kai vandenilio slėgis viršija 30 MPa, gali atsirasti negrįžtamas vandenilio sumušimas, dėl kurio metalo įdėklo korozija yra korozija ir sukelia įtrūkimus bei lūžius. Ši padėtis gali sukelti vandenilio nutekėjimą ir vėlesnį sprogimą.
Be to, aliuminio metalo ir anglies pluoštas apvijos sluoksnyje turi potencialo skirtumą, todėl tiesiogiai kontaktas tarp aliuminio įdėklo ir anglies pluošto apvijos, jautrios korozijai. Norėdami to išvengti, tyrėjai pridėjo išmetimo korozijos sluoksnį tarp įdėklo ir apvijos sluoksnio. Tačiau tai padidina bendrą vandenilio laikymo rezervuarų svorį, padidindamas logistinius sunkumus ir išlaidas.
Saugus vandenilio pervežimas: prioritetas:
Palyginti su III tipo rezervuarais, IV tipo vandenilio laikymo rezervuarai suteikia reikšmingų pranašumų saugumo atžvilgiu. Pirmiausia, IV tipo rezervuaruose naudojami nemetaliniai įdėklai, sudaryti iš kompozicinių medžiagų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietilenas (HDPE) ir poliesterio plastikas (PET). Poliamidas (PA6) siūlo puikų tempimo stiprumą, atsparumą smūgiui ir aukštai lydymosi temperatūrai (iki 220 ℃). Didelio tankio polietilenas (HDPE) pasižymi puikiu atsparumu šilumai, atsparumas aplinkos stresui, atsparumas įtrūkimams, tvirtumas ir atsparumas smūgiams. Stiprinant šias plastikines kompozicines medžiagas, IV tipo rezervuarai parodo puikų atsparumą vandeniliui ir korozijai, todėl ilgesnis tarnavimo laikas ir padidėja saugumas. Antra, lengvas plastikinių kompozicinių medžiagų pobūdis sumažina rezervuarų svorį, todėl padidėja logistinės išlaidos.
Išvada:
Kompozicinių medžiagų integracija į IV tipo vandenilio laikymo rezervuarus yra reikšmingas tobulinimas gerinant saugumą ir našumą. Nemetalinių įdėklų, tokių kaip poliamidas (PA6), didelio tankio polietileno (HDPE) ir poliesterio plastikų (PET), priėmimas suteikia geresnį atsparumą vandenilio sumušimui ir korozijai. Be to, lengvos šių plastikinių kompozicinių medžiagų charakteristikos sukelia mažesnę svorį ir mažesnes logistines išlaidas. Kadangi IV tipo rezervuarai vis dar dominuoja rinkose, o III tipo rezervuarai tebėra dominuojanti, nuolatinis vandenilio kaupimo technologijų kūrimas yra labai svarbus norint realizuoti visą vandenilio, kaip švarios energijos šaltinio, potencialą.
Pašto laikas: 2012 m. Lapkričio 17 d