V současnosti mezi nejběžnější technologie skladování vodíku patří vysokotlaké skladování plynů, skladování kryogenních kapalin a skladování v pevné fázi. Mezi nimi se vysokotlaké skladování plynu ukázalo jako nejvyspělejší technologie díky své nízké ceně, rychlému doplňování vodíku, nízké spotřebě energie a jednoduché struktuře, což z něj činí preferovanou technologii skladování vodíku.
Čtyři typy nádrží na skladování vodíku:
Kromě vznikajících plných kompozitních nádrží typu V bez vnitřních vložek vstoupily na trh čtyři typy nádrží na skladování vodíku:
1.Celokovové nádrže typu I: Tyto nádrže nabízejí větší kapacitu při pracovních tlacích v rozmezí od 17,5 do 20 MPa s nižšími náklady. Používají se v omezeném množství pro nákladní automobily a autobusy na CNG (stlačený zemní plyn).
2. Kompozitní nádrže typu II s kovovým obložením: Tyto nádrže kombinují kovové vložky (obvykle ocel) s kompozitními materiály navinutými ve směru obruče. Poskytují relativně velkou kapacitu při pracovních tlacích mezi 26 a 30 MPa s mírnými náklady. Jsou široce používány pro vozidla na CNG.
3.Celokompozitní nádrže typu III: Tyto nádrže se vyznačují menší kapacitou při pracovních tlacích mezi 30 a 70 MPa, s kovovými vložkami (ocel/hliník) a vyššími náklady. Nacházejí uplatnění v lehkých vozidlech s vodíkovými palivovými články.
4. Kompozitní nádrže typu IV s plastovou vložkou: Tyto nádrže nabízejí menší kapacitu při pracovních tlacích mezi 30 a 70 MPa, s vložkami vyrobenými z materiálů, jako je polyamid (PA6), vysokohustotní polyethylen (HDPE) a polyesterové plasty (PET). .
Výhody zásobníků vodíku typu IV:
V současné době jsou nádrže typu IV široce používány na globálních trzích, zatímco nádrže typu III stále dominují na komerčním trhu skladování vodíku.
Je dobře známo, že když tlak vodíku překročí 30 MPa, může dojít k nevratnému vodíkovému zkřehnutí, což vede ke korozi kovové vložky a má za následek praskliny a lomy. Tato situace může potenciálně vést k úniku vodíku a následné explozi.
Hliníkový kov a uhlíková vlákna ve vrstvě vinutí mají navíc potenciálový rozdíl, takže přímý kontakt mezi hliníkovou vložkou a vinutím z uhlíkových vláken je náchylný ke korozi. Aby tomu zabránili, přidali výzkumníci mezi vložku a vrstvu vinutí vrstvu výbojové koroze. To však zvyšuje celkovou hmotnost zásobníků vodíku, což přispívá k logistickým potížím a nákladům.
Bezpečná přeprava vodíku: Priorita:
V porovnání se zásobníky typu III nabízejí zásobníky vodíku typu IV významné výhody z hlediska bezpečnosti. Za prvé, nádrže typu IV využívají nekovové vložky složené z kompozitních materiálů, jako je polyamid (PA6), vysokohustotní polyethylen (HDPE) a polyesterové plasty (PET). Polyamid (PA6) nabízí vynikající pevnost v tahu, odolnost proti nárazu a vysokou teplotu tání (až 220 °C). Polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) vykazuje vynikající tepelnou odolnost, odolnost vůči prasklinám způsobeným namáháním, houževnatost a odolnost proti nárazu. Díky vyztužení těchto plastových kompozitních materiálů prokazují nádrže typu IV vynikající odolnost proti vodíkovému křehnutí 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 zásobníků vodíku typu IV představuje významný pokrok ve zvyšování bezpečnosti a výkonu. Použití nekovových vložek, jako je polyamid (PA6), vysokohustotní polyethylen (HDPE) a polyesterové plasty (PET), poskytuje zlepšenou odolnost vůči vodíkovému křehnutí a korozi. Navíc lehké vlastnosti těchto plastových kompozitních materiálů přispívají ke snížení hmotnosti a nižším logistickým nákladům. Vzhledem k tomu, že nádrže typu IV získávají na trzích široké uplatnění a nádrže typu III zůstávají dominantní, je neustálý vývoj technologií skladování vodíku zásadní pro realizaci plného potenciálu vodíku jako čistého zdroje energie.
Čas odeslání: 17. listopadu 2023