Trenutno, najčešće tehnologije skladištenja vodika uključuju skladištenje u plinovitom stanju pod visokim pritiskom, kriogeno skladištenje u tekućini i skladištenje u čvrstom stanju. Među njima, skladištenje u plinovitom stanju pod visokim pritiskom pokazalo se kao najzrelija tehnologija zbog niske cijene, brzog punjenja vodikom, niske potrošnje energije i jednostavne strukture, što ga čini preferiranom tehnologijom skladištenja vodika.
Četiri vrste rezervoara za skladištenje vodonika:
Pored novih rezervoara tipa V od potpuno kompozitnih materijala bez unutrašnjih obloga, na tržište su se pojavila četiri tipa rezervoara za skladištenje vodonika:
1. Potpuno metalni rezervoari tipa I: Ovi rezervoari nude veći kapacitet pri radnim pritiscima u rasponu od 17,5 do 20 MPa, uz niže troškove. Koriste se u ograničenim količinama za kamione i autobuse na CNG (komprimovani prirodni gas).
2. Kompozitni rezervoari tipa II s metalnom oblogom: Ovi rezervoari kombiniraju metalne obloge (obično čelične) s kompozitnim materijalima namotanim u smjeru obruča. Pružaju relativno veliki kapacitet pri radnim pritiscima između 26 i 30 MPa, uz umjerene troškove. Široko se koriste za primjene u vozilima na prirodni plin (CNG).
3. Potpuno kompozitni rezervoari tipa III: Ovi rezervoari imaju manji kapacitet pri radnim pritiscima između 30 i 70 MPa, s metalnim oblogama (čelik/aluminij) i višim troškovima. Nalaze primjenu u lakim vozilima na vodikove gorivne ćelije.
4. Kompozitni rezervoari tipa IV s plastičnom oblogom: Ovi rezervoari nude manji kapacitet pri radnim pritiscima između 30 i 70 MPa, s oblogama izrađenim od materijala kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustoće (HDPE) i poliesterska plastika (PET).
Prednosti rezervoara za skladištenje vodonika tipa IV:
Trenutno se rezervoari tipa IV široko koriste na globalnim tržištima, dok rezervoari tipa III i dalje dominiraju na tržištu komercijalnog skladištenja vodika.
Dobro je poznato da kada pritisak vodika pređe 30 MPa, može doći do nepovratne vodikove krtosti, što dovodi do korozije metalne obloge i rezultira pukotinama i lomovima. Ova situacija potencijalno može dovesti do curenja vodika i naknadne eksplozije.
Osim toga, aluminijski metal i karbonska vlakna u sloju namotaja imaju potencijalnu razliku, što direktni kontakt između aluminijske obloge i namotaja od karbonskih vlakana čini podložnim koroziji. Kako bi to spriječili, istraživači su dodali sloj za pražnjenje korozije između obloge i sloja namotaja. Međutim, to povećava ukupnu težinu rezervoara za skladištenje vodika, što dodatno povećava logističke poteškoće i troškove.
Siguran transport vodika: Prioritet:
U poređenju sa rezervoarima tipa III, rezervoari za skladištenje vodonika tipa IV nude značajne prednosti u pogledu sigurnosti. Prvo, rezervoari tipa IV koriste nemetalne obloge sastavljene od kompozitnih materijala kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustine (HDPE) i poliesterska plastika (PET). Poliamid (PA6) nudi odličnu zateznu čvrstoću, otpornost na udarce i visoku temperaturu topljenja (do 220℃). Polietilen visoke gustine (HDPE) pokazuje odličnu otpornost na toplotu, otpornost na pucanje usled uticaja okoline, žilavost i otpornost na udarce. Ojačanjem ovih plastičnih kompozitnih materijala, rezervoari tipa IV pokazuju superiorniju otpornost na vodoničnu krtost i koroziju, što rezultira produženim vekom trajanja i poboljšanom sigurnošću. Drugo, mala težina plastičnih kompozitnih materijala smanjuje težinu rezervoara, što rezultira nižim logističkim troškovima.
Zaključak:
Integracija kompozitnih materijala u rezervoare za skladištenje vodonika tipa IV predstavlja značajan napredak u poboljšanju sigurnosti i performansi. Usvajanje nemetalnih obloga, kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustine (HDPE) i poliesterska plastika (PET), pruža poboljšanu otpornost na krhkost i koroziju uzrokovanu vodonikom. Štaviše, lagane karakteristike ovih plastičnih kompozitnih materijala doprinose smanjenju težine i nižim logističkim troškovima. Kako rezervoari tipa IV dobijaju široku upotrebu na tržištima, a rezervoari tipa III ostaju dominantni, kontinuirani razvoj tehnologija skladištenja vodonika ključan je za ostvarenje punog potencijala vodonika kao čistog izvora energije.
Vrijeme objave: 17. novembar 2023.