Napredak u spremnicima za skladištenje vodonika tipa IV: ugrađivanje kompozitnih materijala za poboljšanu sigurnost

Trenutno, najčešće tehnologije skladištenja vodonika uključuju skladištenje u gasovima pod visokim pritiskom, skladištenje kriogenih tečnosti i skladištenje u čvrstom stanju. Među njima, plinovito skladištenje pod visokim pritiskom se pokazalo kao najzrelija tehnologija zbog niske cijene, brzog punjenja vodonikom, niske potrošnje energije i jednostavne strukture, što ga čini poželjnom tehnologijom skladištenja vodonika.

Četiri vrste rezervoara za skladištenje vodonika:

Osim novih punionih kompozitnih rezervoara tipa V bez unutrašnjih obloga, na tržište su ušla 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 (komprimirani prirodni plin).

2. Metalom obloženi kompozitni rezervoari tipa II: Ovi rezervoari kombinuju metalne obloge (obično čelične) sa kompozitnim materijalima namotanim u pravcu obruča. Pružaju relativno veliki kapacitet pri radnim pritiscima između 26 i 30 MPa, uz umjerene troškove. Široko se koriste za CNG vozila.

3. Potpuno kompozitni rezervoari tipa III: Ovi rezervoari imaju manji kapacitet pri radnim pritiscima između 30 i 70 MPa, sa metalnim oblogama (čelik/aluminijum) i većim troškovima. Oni nalaze primenu u lakim vozilima sa vodoničnim gorivnim ćelijama.

4. Kompozitni rezervoari obloženi plastikom IV: Ovi rezervoari nude manji kapacitet pri radnim pritiscima između 30 i 70 MPa, sa oblogama od materijala kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustine (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 komercijalnim tržištem skladištenja vodonika.

Dobro je poznato da kada pritisak vodika pređe 30 MPa, može doći do nepovratne vodonične krtosti, što dovodi do korozije metalne obloge i rezultira naprslinama i lomovima. Ova situacija potencijalno može dovesti do curenja vodonika i naknadne eksplozije.

Dodatno, metal aluminijuma i karbonska vlakna u sloju namotaja imaju potencijalnu razliku, čineći direktan kontakt između aluminijumske obloge i namotaja od ugljeničnih vlakana podložnim koroziji. Da bi to spriječili, istraživači su dodali sloj korozije pražnjenja između obloge i sloja namotaja. Međutim, ovo povećava ukupnu težinu rezervoara za skladištenje vodika, što 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 bezbednosti. 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 vlačnu čvrstoću, otpornost na udar i visoku temperaturu topljenja (do 220℃). Polietilen visoke gustine (HDPE) pokazuje odličnu otpornost na toplotu, otpornost na pucanje pod uticajem okoline, žilavost i otpornost na udar. Uz pojačanje ovih plastičnih kompozitnih materijala, spremnici tipa IV pokazuju vrhunsku otpornost na vodoničnu krtost i koroziju, što rezultira produženim vijekom trajanja i povećanom sigurnošću. Drugo, lagana priroda 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 povećanju sigurnosti i performansi. Usvajanje nemetalnih obloga, kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustine (HDPE) i poliesterska plastika (PET), pruža poboljšanu otpornost na vodoničnu krtost i koroziju. Štoviše, lagane karakteristike ovih plastičnih kompozitnih materijala doprinose smanjenju težine i nižim logističkim troškovima. Kako spremnici tipa IV dobijaju široku upotrebu na tržištima, a rezervoari tipa III ostaju dominantni, kontinuirani razvoj tehnologija skladištenja vodonika je ključan za ostvarivanje punog potencijala vodonika kao čistog izvora energije.