For tiden inkluderer de vanligste hydrogenlagringsteknologiene høytrykksgasslagring, kryogen væskelagring og faststofflagring. Blant disse har høytrykksgasslagring dukket opp som den mest modne teknologien på grunn av dens lave kostnader, raske hydrogenpåfylling, lave energiforbruk og enkle struktur, noe som gjør den til den foretrukne hydrogenlagringsteknologien.
Fire typer hydrogenlagringstanker:
Bortsett fra de nye Type V-fullkompositttankene uten innvendige foringer, har fire typer hydrogenlagringstanker kommet på markedet:
1.Type I metalltanker: Disse tankene tilbyr større kapasitet ved arbeidstrykk fra 17,5 til 20 MPa, med lavere kostnader. De brukes i begrensede mengder for CNG (komprimert naturgass) lastebiler og busser.
2.Type II metallforede kompositttanker: Disse tankene kombinerer metallforinger (vanligvis stål) med komposittmaterialer viklet i bøyleretning. De gir relativt stor kapasitet ved arbeidstrykk mellom 26 og 30 MPa, med moderate kostnader. De er mye brukt for CNG-kjøretøyapplikasjoner.
3.Type III kompositttanker: Disse tankene har en mindre kapasitet ved arbeidstrykk mellom 30 og 70 MPa, med metallforinger (stål/aluminium) og høyere kostnader. De finner anvendelser i lette hydrogenbrenselcellekjøretøyer.
4. Type IV plastforede kompositttanker: Disse tankene har mindre kapasitet ved arbeidstrykk mellom 30 og 70 MPa, med foringer laget av materialer som polyamid (PA6), høydensitetspolyetylen (HDPE) og polyesterplast (PET) .
Fordeler med type IV hydrogenlagringstanker:
For tiden er Type IV-tanker mye brukt i globale markeder, mens Type III-tanker fortsatt dominerer det kommersielle hydrogenlagringsmarkedet.
Det er velkjent at når hydrogentrykket overstiger 30 MPa, kan irreversibel hydrogensprøhet oppstå, noe som fører til korrosjon av metallforingen og resulterer i sprekker og brudd. Denne situasjonen kan potensielt føre til hydrogenlekkasje og påfølgende eksplosjon.
I tillegg har aluminiummetall og karbonfiber i viklingslaget en potensiell forskjell, noe som gjør direkte kontakt mellom aluminiumsforingen og karbonfiberviklingen utsatt for korrosjon. For å forhindre dette har forskere lagt til et utslippskorrosjonslag mellom foringen og viklingslaget. Dette øker imidlertid den totale vekten til hydrogenlagringstankene, noe som øker logistiske vanskeligheter og kostnader.
Sikker hydrogentransport: En prioritet:
Sammenlignet med type III-tanker gir type IV hydrogenlagringstanker betydelige fordeler når det gjelder sikkerhet. For det første bruker type IV-tanker ikke-metalliske foringer sammensatt av komposittmaterialer som polyamid (PA6), polyetylen med høy tetthet (HDPE) og polyesterplast (PET). Polyamid (PA6) gir utmerket strekkfasthet, slagfasthet og høy smeltetemperatur (opptil 220 ℃). Høydensitetspolyetylen (HDPE) viser utmerket varmebestandighet, motstand mot sprekker i miljøet, seighet og slagfasthet. Med forsterkningen av disse plastkomposittmaterialene viser Type IV-tanker overlegen motstand mot hydrogensprøhet og korrosjon, noe som resulterer i forlenget levetid og økt sikkerhet. For det andre reduserer den lette naturen til plastkomposittmaterialene vekten på tankene, noe som resulterer i lavere logistiske kostnader.
Konklusjon:
Integreringen av komposittmaterialer i type IV hydrogenlagringstanker representerer et betydelig fremskritt når det gjelder å forbedre sikkerhet og ytelse. Bruken av ikke-metalliske foringer, som polyamid (PA6), polyetylen med høy tetthet (HDPE) og polyesterplast (PET), gir forbedret motstand mot hydrogensprøhet og korrosjon. Dessuten bidrar de lette egenskapene til disse plastkomposittmaterialene til redusert vekt og lavere logistiske kostnader. Ettersom Type IV-tanker får bred bruk i markedene og Type III-tanker forblir dominerende, er den kontinuerlige utviklingen av hydrogenlagringsteknologier avgjørende for å realisere det fulle potensialet til hydrogen som en ren energikilde.
Innleggstid: 17. november 2023