У цяперашні час найбольш распаўсюджанымі тэхналогіямі захоўвання вадароду з'яўляюцца захоўванне ў газападобным стане пад высокім ціскам, захоўванне ў крыягеннай вадкасці і захоўванне ў цвёрдацельным стане. Сярод іх захоўванне ў газападобным стане пад высокім ціскам стала найбольш развітай тэхналогіяй дзякуючы нізкай кошту, хуткай запраўцы вадародам, нізкаму спажыванню энергіі і простай канструкцыі, што робіць яго пераважнай тэхналогіяй захоўвання вадароду.
Чатыры тыпы рэзервуараў для захоўвання вадароду:
Акрамя новых цалкам кампазітных бакаў тыпу V без унутранай абалонкі, на рынак выйшлі чатыры тыпы бакаў для захоўвання вадароду:
1. Цэльнаметалічныя рэзервуары тыпу I: гэтыя рэзервуары маюць большую ёмістасць пры рабочым ціску ад 17,5 да 20 МПа пры меншых выдатках. Яны выкарыстоўваюцца ў абмежаваных колькасцях для грузавікоў і аўтобусаў, якія працуюць на СПГ (сціснутым прыродным газе).
2. Кампазітныя рэзервуары тыпу II з металічнай абліцоўкай: гэтыя рэзервуары спалучаюць металічную абліцоўку (звычайна сталёвую) з кампазітнымі матэрыяламі, наматанымі ў кальцавым кірунку. Яны забяспечваюць адносна вялікую ёмістасць пры рабочым ціску ад 26 да 30 МПа пры ўмераных выдатках. Яны шырока выкарыстоўваюцца для аўтамабіляў, якія працуюць на СПГ.
3. Цалкам кампазітныя рэзервуары тыпу III: гэтыя рэзервуары маюць меншую ёмістасць пры працоўным ціску ад 30 да 70 МПа, металічныя ўкладышы (сталь/алюміній) і больш высокі кошт. Яны знаходзяць прымяненне ў лёгкіх аўтамабілях на вадародных паліўных элементах.
4. Рэзервуары тыпу IV з пластыкавай падкладкай з кампазітных матэрыялаў: гэтыя рэзервуары маюць меншую ёмістасць пры рабочым ціску ад 30 да 70 МПа, з падкладкай з такіх матэрыялаў, як поліамід (PA6), поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) і поліэфірныя пластыкі (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 усё яшчэ дамінуюць на рынку камерцыйнага захоўвання вадароду.
Добра вядома, што калі ціск вадароду перавышае 30 МПа, можа адбыцца незваротнае вадароднае абломванне, якое прывядзе да карозіі металічнай абалонкі і, як следства, да расколін і разломаў. Гэта можа патэнцыйна прывесці да ўцечкі вадароду і наступнага выбуху.
Акрамя таго, алюмініевы метал і вугляроднае валакно ў пласце абмоткі маюць розніцу патэнцыялаў, што робіць непасрэдны кантакт паміж алюмініевай абалонкай і вугляроднай абмоткай схільным да карозіі. Каб прадухіліць гэта, даследчыкі дадалі разрадны каразійны пласт паміж абалонкай і пластом абмоткі. Аднак гэта павялічвае агульную вагу рэзервуараў для захоўвання вадароду, што дадае лагістычныя цяжкасці і выдаткі.
Бяспечная транспарціроўка вадароду: прыярытэт:
У параўнанні з рэзервуарамі тыпу III, рэзервуары для захоўвання вадароду тыпу IV маюць значныя перавагі з пункту гледжання бяспекі. Па-першае, рэзервуары тыпу IV выкарыстоўваюць неметалічныя ўкладышы, якія складаюцца з кампазітных матэрыялаў, такіх як поліамід (PA6), поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) і поліэфірныя пластыкі (PET). Паліамід (PA6) валодае выдатнай трываласцю на расцяжэнне, ударатрываласцю і высокай тэмпературай плаўлення (да 220℃). Паліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE) валодае выдатнай цеплаўстойлівасцю, устойлівасцю да расколін пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя, трываласцю і ўдаратрываласцю. Дзякуючы ўзмоцненню гэтых пластыкавых кампазітных матэрыялаў, рэзервуары тыпу IV дэманструюць найвышэйшую ўстойлівасць да вадароднай охрупненнасці і карозіі, што прыводзіць да падаўжэння тэрміну службы і павышэння бяспекі. Па-другое, лёгкая вага пластыкавых кампазітных матэрыялаў зніжае вагу рэзервуараў, што прыводзіць да зніжэння лагістычных выдаткаў.
Выснова:
Інтэграцыя кампазітных матэрыялаў у рэзервуарах 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 пластыкі (PET), забяспечвае палепшаную ўстойлівасць да вадароднай ломкасці і карозіі. Акрамя таго, лёгкія характарыстыкі гэтых пластыкавых кампазітных матэрыялаў спрыяюць зніжэнню вагі і зніжэнню лагістычных выдаткаў. Паколькі рэзервуары тыпу IV шырока выкарыстоўваюцца на рынках, а рэзервуары тыпу III застаюцца дамінуючымі, пастаяннае развіццё тэхналогій захоўвання вадароду мае вырашальнае значэнне для рэалізацыі ўсяго патэнцыялу вадароду як чыстай крыніцы энергіі.
Час публікацыі: 17 лістапада 2023 г.