Trenutno, najčešće tehnologije skladištenja vodika uključuju skladištenje plinovitih tvari pod visokim tlakom, kriogeno skladištenje tekućina i skladištenje u čvrstom stanju. Među njima, skladištenje plinovitih tvari pod visokim tlakom 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 spremnika za skladištenje vodika:
Osim novih spremnika tipa V od punog kompozita bez unutarnjih obloga, na tržište su ušle četiri vrste spremnika za pohranu vodika:
1. Spremnici tipa I od punog metala: Ovi spremnici nude veći kapacitet pri radnim tlakovima 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. Kompozitni spremnici tipa II s metalnom oblogom: Ovi spremnici kombiniraju metalne obloge (obično čelične) s kompozitnim materijalima namotanim u smjeru obruča. Pružaju relativno veliki kapacitet pri radnim tlakovima između 26 i 30 MPa, uz umjerene troškove. Široko se koriste za vozila na prirodni plin (CNG).
3. Spremnici tipa III od punog kompozita: Ovi spremnici imaju manji kapacitet pri radnim tlakovima između 30 i 70 MPa, s metalnim oblogama (čelik/aluminij) i višim troškovima. Primjenjuju se u laganim vozilima s vodikovim gorivnim ćelijama.
4. Kompozitni spremnici tipa IV s plastičnom oblogom: Ovi spremnici nude manji kapacitet pri radnim tlakovima između 30 i 70 MPa, s oblogama izrađenim od materijala kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustoće (HDPE) i poliesterska plastika (PET).
Prednosti spremnika za skladištenje vodika tipa IV:
Trenutno se spremnici tipa IV široko koriste na globalnim tržištima, dok spremnici tipa III i dalje dominiraju tržištem komercijalnog skladištenja vodika.
Dobro je poznato da kada tlak vodika prijeđe 30 MPa, može doći do nepovratne vodikove krhkosti, 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 namota imaju potencijalnu razliku, što izravan kontakt između aluminijske obloge i namota od karbonskih vlakana čini osjetljivim na koroziju. Kako bi to spriječili, istraživači su dodali sloj za pražnjenje i koroziju između obloge i sloja namota. Međutim, to povećava ukupnu težinu spremnika za pohranu vodika, što dodatno povećava logističke poteškoće i troškove.
Siguran prijevoz vodika: Prioritet:
U usporedbi sa spremnicima tipa III, spremnici za skladištenje vodika tipa IV nude značajne prednosti u pogledu sigurnosti. Prvo, spremnici tipa IV koriste nemetalne obloge sastavljene od kompozitnih materijala kao što su poliamid (PA6), polietilen visoke gustoće (HDPE) i poliesterska plastika (PET). Poliamid (PA6) nudi izvrsnu vlačnu čvrstoću, otpornost na udarce i visoku temperaturu taljenja (do 220 ℃). Polietilen visoke gustoće (HDPE) pokazuje izvrsnu otpornost na toplinu, otpornost na pucanje uslijed utjecaja okoliša, žilavost i otpornost na udarce. Ojačanjem ovih plastičnih kompozitnih materijala, spremnici tipa IV pokazuju vrhunsku otpornost na vodikovu krhkost i koroziju, što rezultira produljenim vijekom trajanja i poboljšanom sigurnošću. Drugo, lagana priroda plastičnih kompozitnih materijala smanjuje težinu spremnika, što rezultira nižim logističkim troškovima.
Zaključak:
Integracija kompozitnih materijala u spremnike za skladištenje vodika tipa IV predstavlja značajan napredak u povećanju sigurnosti i performansi. Usvajanje nemetalnih obloga, poput poliamida (PA6), polietilena visoke gustoće (HDPE) i poliesterske plastike (PET), pruža poboljšanu otpornost na vodikovu krhkost i koroziju. Štoviše, lagane karakteristike ovih plastičnih kompozitnih materijala doprinose smanjenju težine i nižim logističkim troškovima. Kako spremnici tipa IV dobivaju široku upotrebu na tržištima, a spremnici tipa III ostaju dominantni, kontinuirani razvoj tehnologija skladištenja vodika ključan je za ostvarenje punog potencijala vodika kao čistog izvora energije.
Vrijeme objave: 17. studenog 2023.