För närvarande inkluderar de vanligaste vätelagringsteknikerna högtryckslagring av gaser, lagring av kryogen vätska och lagring i fast tillstånd. Bland dessa har högtrycksgaslagring framträtt som den mest mogna tekniken på grund av dess låga kostnad, snabba vätgastankning, låga energiförbrukning och enkla struktur, vilket gör den till den föredragna vätelagringstekniken.
Fyra typer av vätgastankar:
Förutom de framväxande fullkomposittankarna av typ V utan inre foder, har fyra typer av vätelagringstankar kommit in på marknaden:
1. Tankar av helt metall av typ I: Dessa tankar erbjuder större kapacitet vid arbetstryck från 17,5 till 20 MPa, med lägre kostnader. De används i begränsade mängder för CNG (compressed natural gas) lastbilar och bussar.
2.Typ II metallfodrade komposittankar: Dessa tankar kombinerar metallfoder (vanligtvis stål) med kompositmaterial lindade i en ringriktning. De ger relativt stor kapacitet vid arbetstryck mellan 26 och 30 MPa, med måttliga kostnader. De används ofta för CNG-fordonstillämpningar.
3. Typ III komposittankar: Dessa tankar har en mindre kapacitet vid arbetstryck mellan 30 och 70 MPa, med metallfoder (stål/aluminium) och högre kostnader. De hittar tillämpningar i lätta vätebränslecellsfordon.
4. Typ IV plastfodrade komposittankar: Dessa tankar erbjuder mindre kapacitet vid arbetstryck mellan 30 och 70 MPa, med foder gjorda av material som polyamid (PA6), högdensitetspolyeten (HDPE) och polyesterplast (PET) .
Fördelar med vätgastankar av typ IV:
För närvarande används tankar av typ IV i stor utsträckning på globala marknader, medan tankar av typ III fortfarande dominerar den kommersiella vätgaslagringsmarknaden.
Det är välkänt att när vätetrycket överstiger 30 MPa kan irreversibel väteförsprödning inträffa, vilket leder till korrosion av metallfodret och resulterar i sprickor och sprickor. Denna situation kan potentiellt leda till vätgasläckage och efterföljande explosion.
Dessutom har aluminiummetall och kolfiber i lindningsskiktet en potentialskillnad, vilket gör direktkontakt mellan aluminiumfodret och kolfiberlindningen mottaglig för korrosion. För att förhindra detta har forskare lagt till ett utsläppskorrosionsskikt mellan fodret och lindningsskiktet. Detta ökar dock den totala vikten av vätgaslagringstanken, vilket ökar logistiska svårigheter och kostnader.
Säker vätetransport: En prioritet:
Jämfört med typ III-tankar erbjuder typ IV-vätelagringstankar betydande fördelar när det gäller säkerhet. För det första använder tankar av typ IV icke-metalliska foder sammansatta av kompositmaterial som polyamid (PA6), högdensitetspolyeten (HDPE) och polyesterplast (PET). Polyamid (PA6) erbjuder utmärkt draghållfasthet, slaghållfasthet och hög smälttemperatur (upp till 220 ℃). Högdensitetspolyeten (HDPE) uppvisar utmärkt värmebeständighet, sprickbeständighet, seghet och slagtålighet. Med förstärkningen av dessa plastkompositmaterial uppvisar typ IV-tankar överlägsen motståndskraft mot väteförsprödning och korrosion, vilket resulterar i en förlängd livslängd och ökad säkerhet. För det andra minskar plastkompositmaterialens lätta natur vikten på tankarna, vilket resulterar i lägre logistiska kostnader.
Slutsats:
Integreringen av kompositmaterial i vätelagringstankar av typ IV representerar ett betydande framsteg när det gäller att förbättra säkerheten och prestanda. Antagandet av icke-metalliska foder, såsom polyamid (PA6), högdensitetspolyeten (HDPE) och polyesterplaster (PET), ger förbättrat motstånd mot väteförsprödning och korrosion. Dessutom bidrar de lätta egenskaperna hos dessa plastkompositmaterial till minskad vikt och lägre logistiska kostnader. Eftersom typ IV-tankar får stor användning på marknaderna och typ III-tankar förblir dominerande, är den kontinuerliga utvecklingen av teknik för lagring av väte avgörande för att realisera vätgas fulla potential som en ren energikälla.
Posttid: 2023-nov-17