Attualmente, le tecnologie di stoccaggio dell'idrogeno più comuni includono lo stoccaggio gassoso ad alta pressione, la conservazione del liquido criogenico e lo stoccaggio a stato solido. Tra questi, lo stoccaggio gassoso ad alta pressione è emersa come la tecnologia più matura a causa del suo basso costo, rapido rifornimento di idrogeno, basso consumo di energia e struttura semplice, rendendola la tecnologia di stoccaggio dell'idrogeno preferito.
Quattro tipi di serbatoi di accumulo di idrogeno:
Oltre ai serbatoi compositi completi di tipo V emergenti senza rivestimenti interni, sono entrati nel mercato quattro tipi di serbatoi di accumulo di idrogeno:
1.Type I serbatoi all-metal: questi serbatoi offrono una maggiore capacità di pressioni di lavoro che vanno da 17,5 a 20 MPa, con costi inferiori. Sono usati in quantità limitate per camion e autobus a metano (gas naturale compresso.
2. Teni compositi di tipo II in metallo: questi serbatoi combinano fodere in metallo (in genere in acciaio) con materiali compositi feriti in direzione del cerchio. Forniscono una capacità relativamente grande a pressioni di lavoro tra 26 e 30 MPa, con costi moderati. Sono ampiamente utilizzati per le applicazioni del veicolo a metano.
3. Type III serbatoi all-compositi: questi serbatoi presentano una capacità minore a pressioni di lavoro tra 30 e 70 MPa, con fodere in metallo (acciaio/alluminio) e costi più elevati. Trovano applicazioni in veicoli a celle a combustibile idrogeno leggero.
4.Serzoni compositi rivestiti in plastica IV di tipo IV: questi serbatoi offrono una capacità minore a pressioni di lavoro tra 30 e 70 MPa, con fodere realizzate con materiali come poliammide (PA6), polietilene ad alta densità (HDPE) e materie plastiche poliestere (PET).
Vantaggi dei serbatoi di accumulo di idrogeno di tipo IV:
Attualmente, i serbatoi di tipo IV sono ampiamente utilizzati nei mercati globali, mentre i serbatoi di tipo III dominano ancora il mercato commerciale di stoccaggio dell'idrogeno.
È noto che quando la pressione dell'idrogeno supera i 30 MPa, può verificarsi abbracci idrogeno irreversibile, portando alla corrosione del rivestimento in metallo e con conseguenti crepe e fratture. Questa situazione può potenzialmente portare a perdite di idrogeno e successiva esplosione.
Inoltre, il metallo in alluminio e la fibra di carbonio nello strato di avvolgimento hanno una differenza potenziale, effettuando un contatto diretto tra il rivestimento in alluminio e l'avvolgimento della fibra di carbonio suscettibile alla corrosione. Per evitare ciò, i ricercatori hanno aggiunto uno strato di corrosione di scarico tra il rivestimento e lo strato di avvolgimento. Tuttavia, ciò aumenta il peso complessivo dei serbatoi di accumulo di idrogeno, aggiungendo difficoltà e costi logistici.
Sicuro di trasporto di idrogeno: una priorità:
Rispetto ai serbatoi di tipo III, i serbatoi di accumulo di idrogeno di tipo IV offrono vantaggi significativi in termini di sicurezza. In primo luogo, i serbatoi di tipo IV utilizzano rivestimenti non metallici composti da materiali compositi come poliammide (PA6), polietilene ad alta densità (HDPE) e materie plastiche poliestere (PET). Polyamide (PA6) offre un'eccellente resistenza alla trazione, resistenza all'impatto e alta temperatura di fusione (fino a 220 ℃). Il polietilene ad alta densità (HDPE) presenta un'eccellente resistenza al calore, resistenza alle crepe da stress ambientale, resistenza e resistenza all'impatto. Con il rafforzamento di questi materiali compositi in plastica, i serbatoi di tipo IV dimostrano una resistenza superiore all'idrogeno abbracci e corrosione, con conseguente durata di servizio e una maggiore sicurezza. In secondo luogo, la natura leggera dei materiali compositi in plastica riduce il peso dei serbatoi, con conseguenti costi logistici più bassi.
Conclusione:
L'integrazione di materiali compositi nei serbatoi di accumulo di idrogeno di tipo IV rappresenta un progresso significativo nel migliorare la sicurezza e le prestazioni. L'adozione di fodere non metalliche, come poliammide (PA6), polietilene ad alta densità (HDPE) e materie plastiche poliestere (PET), fornisce una migliore resistenza all'idrogeno abbracci e alla corrosione. Inoltre, le caratteristiche leggere di questi materiali compositi in plastica contribuiscono a un peso ridotto e ai costi logistici più bassi. Poiché i serbatoi di tipo IV guadagnano un ampio uso nei mercati e i serbatoi di tipo III rimangono dominanti, lo sviluppo continuo delle tecnologie di conservazione dell'idrogeno è cruciale per realizzare il pieno potenziale di idrogeno come fonte di energia pulita.
Tempo post: novembre-17-2023