У цяперашні час найбольш распаўсюджаныя тэхналогіі захоўвання вадароду ўключаюць газавае захоўванне пад высокім ціскам, крыягеннае захоўванне вадкасці і цвёрдацельнае захоўванне. Сярод іх захоўванне газу пад высокім ціскам стала самай спелай тэхналогіяй з-за нізкага кошту, хуткай запраўкі вадародам, нізкага спажывання энергіі і простай структуры, што робіць яго пераважнай тэхналогіяй захоўвання вадароду.
Чатыры тыпу рэзервуараў для захоўвання вадароду:
Акрамя новых кампазітных рэзервуараў тыпу V без унутраных укладышаў, на рынак выйшлі чатыры тыпы рэзервуараў для захоўвання вадароду:
1. Суцэльнаметалічныя рэзервуары тыпу I: гэтыя рэзервуары забяспечваюць большую ёмістасць пры працоўным ціску ад 17,5 да 20 МПа з меншымі выдаткамі. Яны выкарыстоўваюцца ў абмежаваных колькасцях для СПГ (сціснутага прыроднага газу) грузавікоў і аўтобусаў.
2. Кампазітныя рэзервуары тыпу II з металічнай падкладкай: у гэтых рэзервуарах спалучаюцца металічныя ўкладышы (як правіла, сталь) з кампазітнымі матэрыяламі, наматанымі ў абручы. Яны забяспечваюць адносна вялікую магутнасць пры працоўным ціску ад 26 да 30 Мпа пры ўмераных выдатках. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў транспартных сродках на СПГ.
3. Цалкам кампазітныя рэзервуары тыпу III: гэтыя рэзервуары маюць меншую ёмістасць пры працоўным ціску ад 30 да 70 МПа, з металічнымі ўкладышамі (сталь/алюміній) і больш высокімі выдаткамі. Яны знаходзяць прымяненне ў лёгкіх аўтамабілях на вадародных паліўных элементах.
4. Кампазітныя рэзервуары тыпу IV з пластыкавай футроўкай: гэтыя рэзервуары маюць меншую ёмістасць пры працоўным ціску ад 30 да 70 Мпа з укладышамі, вырабленымі з такіх матэрыялаў, як поліамід (PA6), поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) і поліэфірны пластык (PET). .
Перавагі рэзервуараў для захоўвання вадароду тыпу IV:
У цяперашні час рэзервуары тыпу IV шырока выкарыстоўваюцца на сусветных рынках, у той час як рэзервуары тыпу III па-ранейшаму дамінуюць на камерцыйным рынку захоўвання вадароду.
Агульнавядома, што калі ціск вадароду перавышае 30 МПа, можа адбыцца незваротнае вадароднае акрышчэнне, якое прывядзе да карозіі металічнага ўкладыша і ў выніку да расколін і паломак. Такая сітуацыя патэнцыйна можа прывесці да ўцечкі вадароду і наступнага выбуху.
Акрамя таго, металічны алюміній і вугляроднае валакно ў пласце абмоткі маюць рознасць патэнцыялаў, што робіць прамы кантакт паміж алюмініевым укладышам і абмоткай з вугляроднага валакна адчувальным да карозіі. Каб прадухіліць гэта, даследчыкі дадалі пласт карозіі разраду паміж укладышам і пластом абмоткі. Аднак гэта павялічвае агульную вагу рэзервуараў для захоўвання вадароду, павялічваючы матэрыяльна-тэхнічныя цяжкасці і выдаткі.
Бяспечная перавозка вадароду: прыярытэт:
У параўнанні з рэзервуарамі тыпу III рэзервуары для захоўвання вадароду тыпу IV прапануюць значныя перавагі з пункту гледжання бяспекі. Па-першае, у рэзервуарах тыпу IV выкарыстоўваюцца неметалічныя ўкладышы, якія складаюцца з такіх кампазітных матэрыялаў, як поліамід (PA6), поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) і поліэфірныя пластыкі (PET). Поліамід (PA6) забяспечвае выдатную трываласць на разрыў, ударатрываласць і высокую тэмпературу плаўлення (да 220 ℃). Поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) дэманструе выдатную тэрмаўстойлівасць, устойлівасць да расколін пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя, трываласць і ўдаратрываласць. З узмацненнем гэтых пластыкавых кампазітных матэрыялаў рэзервуары тыпу IV дэманструюць выдатную ўстойлівасць да вадароднай далікатнасці і карозіі, што прыводзіць да падаўжэння тэрміну службы і павышэння бяспекі. Па-другое, лёгкая прырода пластыкавых кампазітных матэрыялаў зніжае вагу танкаў, што прыводзіць да зніжэння матэрыяльна-тэхнічных выдаткаў.
Выснова:
Інтэграцыя кампазітных матэрыялаў у рэзервуары для захоўвання вадароду тыпу IV уяўляе сабой значны прагрэс у павышэнні бяспекі і прадукцыйнасці. Выкарыстанне неметалічных укладышаў, такіх як поліамід (PA6), поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) і поліэфірныя пластмасы (PET), забяспечвае павышаную ўстойлівасць да вадароднай далікатнасці і карозіі. Больш за тое, лёгкія характарыстыкі гэтых пластыкавых кампазітных матэрыялаў спрыяюць зніжэнню вагі і зніжэнню лагістычных выдаткаў. Паколькі рэзервуары тыпу IV набываюць шырокае прымяненне на рынках, а рэзервуары тыпу III застаюцца дамінуючымі, пастаяннае развіццё тэхналогій захоўвання вадароду мае вырашальнае значэнне для рэалізацыі поўнага патэнцыялу вадароду як чыстай крыніцы энергіі.
Час публікацыі: 17 лістапада 2023 г