Jelenleg a legelterjedtebb hidrogéntárolási technológiák közé tartozik a nagynyomású gáztárolás, a kriogén folyadéktárolás és a szilárdtest tárolás. Ezek közül a nagynyomású gáztárolás a legfejlettebb technológiának bizonyult alacsony költsége, gyors hidrogén-utántöltése, alacsony energiafogyasztása és egyszerű szerkezete miatt, így ez a legelőnyösebb hidrogéntárolási technológia.
Négyféle hidrogéntároló tartály:
A feltörekvő, belső bélés nélküli V. típusú teljes kompozit tartályokon kívül négyféle hidrogéntároló tartály jelent meg a piacon:
1. I. típusú, teljesen fémből készült tartályok: Ezek a tartályok nagyobb kapacitást kínálnak 17,5 és 20 MPa közötti üzemi nyomáson, alacsonyabb költségek mellett. Korlátozott mennyiségben használják őket CNG (sűrített földgáz) üzemű teherautókban és buszokban.
2. II. típusú fémmel bélelt kompozit tartályok: Ezek a tartályok fémbéléseket (jellemzően acélt) kombinálnak gyűrű alakú tekercselésű kompozit anyagokkal. Viszonylag nagy kapacitást biztosítanak 26 és 30 MPa közötti üzemi nyomáson, mérsékelt költségek mellett. Széles körben használják CNG-üzemű járművekben.
3. III. típusú, teljes egészében kompozit tartályok: Ezek a tartályok kisebb űrtartalmúak 30 és 70 MPa közötti üzemi nyomáson, fém béléssel (acél/alumínium) és magasabb költséggel rendelkeznek. Könnyű hidrogén üzemanyagcellás járművekben alkalmazzák őket.
4. IV. típusú műanyaggal bélelt kompozit tartályok: Ezek a tartályok kisebb kapacitást kínálnak 30 és 70 MPa közötti üzemi nyomáson, bélelésük olyan anyagokból készült, mint a poliamid (PA6), a nagy sűrűségű polietilén (HDPE) és a poliészter műanyag (PET).
A IV. típusú hidrogéntároló tartályok előnyei:
Jelenleg a IV-es típusú tartályokat széles körben használják a globális piacokon, míg a III-as típusú tartályok továbbra is dominálnak a kereskedelmi hidrogéntárolási piacon.
Közismert, hogy amikor a hidrogénnyomás meghaladja a 30 MPa-t, visszafordíthatatlan hidrogénridegedés léphet fel, ami a fémbélés korróziójához, repedésekhez és törésekhez vezethet. Ez a helyzet potenciálisan hidrogénszivárgáshoz és azt követő robbanáshoz vezethet.
Ezenkívül a tekercselő rétegben található alumíniumfém és szénszál potenciálkülönbséggel rendelkezik, ami az alumínium bélés és a szénszálas tekercs közötti közvetlen érintkezést korróziónak teszi ki. Ennek megakadályozása érdekében a kutatók egy kisülési korrózióvédő réteget helyeztek el a bélés és a tekercselő réteg között. Ez azonban növeli a hidrogéntároló tartályok össztömegét, ami logisztikai nehézségeket és költségeket okoz.
Biztonságos hidrogénszállítás: Elsődleges szempont:
A III. típusú tartályokkal összehasonlítva a IV. típusú hidrogéntároló tartályok jelentős előnyöket kínálnak a biztonság szempontjából. Először is, a IV. típusú tartályok nemfémes bélést használnak, amely kompozit anyagokból, például poliamidból (PA6), nagy sűrűségű polietilénből (HDPE) és poliészter műanyagokból (PET) áll. A poliamid (PA6) kiváló szakítószilárdsággal, ütésállósággal és magas olvadási hőmérséklettel (akár 220 ℃-ig) rendelkezik. A nagy sűrűségű polietilén (HDPE) kiváló hőállósággal, környezeti feszültség okozta repedésállósággal, szívóssággal és ütésállósággal rendelkezik. Ezen műanyag kompozit anyagok megerősítésével a IV. típusú tartályok kiváló ellenállást mutatnak a hidrogénridegedéssel és a korrózióval szemben, ami hosszabb élettartamot és fokozott biztonságot eredményez. Másodszor, a műanyag kompozit anyagok könnyű jellege csökkenti a tartályok súlyát, ami alacsonyabb logisztikai költségeket eredményez.
Következtetés:
A kompozit anyagok integrálása a IV. típusú hidrogéntároló tartályokba jelentős előrelépést jelent a biztonság és a teljesítmény javítása terén. A nemfémes bélésanyagok, például a poliamid (PA6), a nagy sűrűségű polietilén (HDPE) és a poliészter műanyagok (PET) alkalmazása jobb ellenállást biztosít a hidrogén ridegedésével és korróziójával szemben. Ezenkívül ezeknek a műanyag kompozit anyagoknak a könnyű súlya hozzájárul a súlycsökkentéshez és az alacsonyabb logisztikai költségekhez. Mivel a IV. típusú tartályok széles körben elterjedtek a piacokon, és a III. típusú tartályok továbbra is dominánsak, a hidrogéntárolási technológiák folyamatos fejlesztése kulcsfontosságú a hidrogén, mint tiszta energiaforrás teljes potenciáljának kiaknázásához.
Közzététel ideje: 2023. november 17.