V současné době patří nejběžnější technologie skladování vodíku vysokotlaké plynné skladování, kryogenní skladování kapalin a skladování pevného stavu. Mezi nimi se objevilo vysokotlaké plynné skladování jako nejzranitelnější technologie díky jejím nízkým nákladům, rychlému doplňování vodíku, nízké spotřebě energie a jednoduché struktuře, což z něj činí preferovanou technologii skladování vodíku.
Čtyři typy vodíkových skladovacích nádrží:
Kromě rozvíjejících se plně kompozitních nádrží typu V bez vnitřních vložků vstoupily na trh čtyři typy vodíkových nádrží:
1. TYPE I All-Metal Tanks: Tyto tanky nabízejí větší kapacitu pracovních tlaků v rozmezí od 17,5 do 20 MPa s nižšími náklady. Používají se v omezeném množství pro nákladní automobily a autobusy CNG (komprimovaný zemní plyn).
2. TYPE II Kovové kompozitní nádrže: Tyto nádrže kombinují kovové vložky (obvykle ocel) s kompozitními materiály navinutím ve směru obruče. Poskytují relativně velkou kapacitu při pracovních tlacích mezi 26 a 30 MPa s mírnými náklady. Oni se široce používají pro aplikace vozidla CNG.
3. Type III All-Composite Tanks: Tyto nádrže mají menší kapacitu při pracovních tlacích mezi 30 a 70 MPa, s kovovými vložkami (ocel/hliník) a vyššími náklady. Nacházejí aplikace v lehkých vozidlech vodíkových palivových článků.
4. TYPE IV PLASTICKové kompozitní nádrže: Tyto nádrže nabízejí menší kapacitu při pracovních tlacích mezi 30 a 70 MPa, s vložkami vyrobenými z materiálů, jako je polyamid (PA6), polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET).
Výhody vodíkových nádrží typu IV:
V současné době jsou nádrže typu IV na globálních trzích široce používány, zatímco nádrže typu III stále dominují na komerčním trhu s ukládáním vodíku.
Je dobře známo, že když tlak vodíku přesáhne 30 MPa, může dojít k nevratnému vodíkovému okrtu, což vede k korozi kovové vložky a vede k prasklinám a zlomeninám. Tato situace může potenciálně vést k úniku vodíku a následné explozi.
Navíc, hliníkový kov a uhlíkové vlákno ve vrstvě navíjecí, potenciální rozdíl, takže přímý kontakt mezi hliníkovým vložkou a vinutím z uhlíkových vláken náchylný k korozi. Aby tomu bylo zabráněno, přidali vědci vrstvu korozní koroze mezi vložkou a vinuté vrstvou. To však zvyšuje celkovou hmotnost nádrží na skladování vodíku a zvyšuje logistické potíže a náklady.
Zabezpečená přeprava vodíku: Priorita:
Ve srovnání s nádržemi typu III nabízejí vodíkové nádrže typu IV značné výhody, pokud jde o bezpečnost. Za prvé, nádrže typu IV využívají nekovové vložky složené z kompozitních materiálů, jako je polyamid (PA6), polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET). Polyamid (PA6) nabízí vynikající pevnost v tahu, odolnost proti nárazu a vysokou teplotu tání (až 220 ℃). Polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) vykazuje vynikající odolnost proti teplu, odolnost proti environmentálnímu stresu, houževnatost a odolnost proti nárazu. Při posílení těchto plastových kompozitních materiálů prokazují nádrže typu IV vynikající odolnost vůči zkrácení vodíku a korozi, což má za následek prodlouženou životnost a zvýšenou bezpečnost. Za druhé, lehká povaha plastových kompozitních materiálů snižuje hmotnost nádrží, což má za následek nižší logistické náklady.
Závěr:
Integrace kompozitních materiálů do vodíkových nádrží typu IV představuje významný pokrok při zvyšování bezpečnosti a výkonu. Přijetí nekovových vložek, jako je polyamid (PA6), polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) a polyesterové plasty (PET), poskytuje zlepšenou odolnost vůči krmení a korozi vodíku. Lehké vlastnosti těchto plastových kompozitních materiálů navíc přispívají ke snížené hmotnosti a nižším logistickým nákladům. Vzhledem k tomu, že nádrže typu IV získají na trzích a nádrže typu III, zůstávají dominantní, je pro realizaci plného potenciálu vodíku jako čistého zdroje energie zásadní, nepřetržitý vývoj technologií skladování vodíku.
Čas příspěvku: Nov-17-2023