Tällä hetkellä yleisimpiä vedyn varastointitekniikoita ovat korkeapaineinen kaasuvarastointi, kryogeeninen nesteiden varastointi ja kiinteän olomuodon varastointi. Näistä korkeapainekaasuvarastointi on noussut kypsimmäksi teknologiaksi alhaisten kustannustensa, nopean vetyn tankkauksen, alhaisen energiankulutuksen ja yksinkertaisen rakenteensa ansiosta, mikä tekee siitä suositellun vedyn varastointitekniikan.
Neljän tyyppisiä vetysäiliöitä:
Uusien tyypin V täyskomposiittisäiliöiden, joissa ei ole sisäisiä vuorauksia, lisäksi markkinoille on tullut neljän tyyppisiä vetysäiliöitä:
1. Tyypin I täysmetallisäiliöt: Nämä säiliöt tarjoavat suuremman kapasiteetin 17,5 - 20 MPa:n työpaineilla pienemmillä kustannuksilla. Niitä käytetään rajoitetusti CNG-kuorma-autoissa ja linja-autoissa.
2. Tyypin II metallilla vuoratut komposiittisäiliöt: Näissä säiliöissä yhdistyvät metallivuoraukset (yleensä teräs) ja komposiittimateriaalit, jotka on kierretty kehäsuunnassa. Ne tarjoavat suhteellisen suuren kapasiteetin 26-30 MPa:n työpaineilla kohtuullisin kustannuksin. Niitä käytetään laajalti CNG-ajoneuvoissa.
3. Tyypin III täyskomposiittisäiliöt: Näiden säiliöiden kapasiteetti on pienempi 30–70 MPa:n työpaineilla, metallivuorauksella (teräs/alumiini) ja korkeammat kustannukset. He löytävät sovelluksia kevyissä vetypolttokennoajoneuvoissa.
4. Tyypin IV muovivuoratut komposiittisäiliöt: Nämä säiliöt tarjoavat pienemmän kapasiteetin 30–70 MPa:n työpaineilla, ja niiden vuoraukset on valmistettu polyamidista (PA6), korkeatiheyspolyeteenistä (HDPE) ja polyesterimuovista (PET). .
Tyypin IV vetysäiliöiden edut:
Tällä hetkellä tyypin IV säiliöitä käytetään laajalti maailmanlaajuisilla markkinoilla, kun taas tyypin III säiliöt hallitsevat edelleen kaupallisia vedyn varastointimarkkinoita.
On hyvin tunnettua, että kun vedyn paine ylittää 30 MPa, voi tapahtua peruuttamatonta vetyhaurastumista, mikä johtaa metallivuorauksen korroosioon ja johtaa halkeamiin ja murtumiin. Tämä tilanne voi mahdollisesti johtaa vetyvuotoon ja sitä seuraavaan räjähdykseen.
Lisäksi käämikerroksen alumiinimetallilla ja hiilikuidulla on potentiaaliero, jolloin alumiinivuorauksen ja hiilikuitukäämin välinen suora kosketus on alttiina korroosiolle. Tämän estämiseksi tutkijat ovat lisänneet purkauskorroosiokerroksen vuorauksen ja käämikerroksen väliin. Tämä lisää kuitenkin vetysäiliöiden kokonaispainoa, mikä lisää logistisia vaikeuksia ja kustannuksia.
Turvallinen vetykuljetus: Etusija:
Tyypin III säiliöihin verrattuna tyypin IV vetysäiliöt tarjoavat merkittäviä etuja turvallisuuden kannalta. Ensinnäkin tyypin IV säiliöissä käytetään ei-metallisia vuorauksia, jotka koostuvat komposiittimateriaaleista, kuten polyamidista (PA6), korkeatiheyksistä polyeteenistä (HDPE) ja polyesterimuovista (PET). Polyamidi (PA6) tarjoaa erinomaisen vetolujuuden, iskunkestävyyden ja korkean sulamislämpötilan (jopa 220 ℃). Korkeatiheyksisellä polyeteenillä (HDPE) on erinomainen lämmönkestävyys, ympäristörasituksen kestävyys, murtumislujuus, sitkeys ja iskunkestävyys. Näiden muovikomposiittimateriaalien vahvistamisen ansiosta tyypin IV säiliöt osoittavat erinomaisen kestävyyden vetyhaurastumista ja korroosiota vastaan, mikä pidentää käyttöikää ja parantaa turvallisuutta. Toiseksi muovikomposiittimateriaalien kevyt luonne vähentää säiliöiden painoa, mikä johtaa alhaisempiin logistiikkakustannuksiin.
Johtopäätös:
Komposiittimateriaalien integrointi tyypin IV vetysäiliöihin on merkittävä edistysaskel turvallisuuden ja suorituskyvyn parantamisessa. Ei-metallisten vuorausten, kuten polyamidin (PA6), korkeatiheyksisen polyeteenin (HDPE) ja polyesterimuovien (PET) käyttöönotto parantaa vetyhaurautta ja korroosiota vastaan. Lisäksi näiden muovikomposiittimateriaalien kevyet ominaisuudet vähentävät painoa ja logistisia kustannuksia. Koska tyypin IV säiliöt yleistyvät markkinoilla ja tyypin III säiliöt ovat edelleen hallitsevia, vedyn varastointitekniikoiden jatkuva kehittäminen on ratkaisevan tärkeää vedyn täyden potentiaalin hyödyntämiseksi puhtaana energialähteenä.
Postitusaika: 17.11.2023