Actualment, les tecnologies d'emmagatzematge d'hidrogen més comunes inclouen l'emmagatzematge gasós a alta pressió, l'emmagatzematge de líquids criogènics i l'emmagatzematge en estat sòlid. Entre aquestes, l'emmagatzematge gasós a alta pressió ha emergit com la tecnologia més madura a causa del seu baix cost, el seu ràpid reabastecimiento d'hidrogen, el seu baix consum d'energia i la seva estructura senzilla, cosa que la converteix en la tecnologia d'emmagatzematge d'hidrogen preferida.
Quatre tipus de dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen:
A més dels tancs compostos complets de tipus V emergents sense revestiments interns, han entrat al mercat quatre tipus de tancs d'emmagatzematge d'hidrogen:
1. Dipòsits totalment metàl·lics de tipus I: aquests dipòsits ofereixen una major capacitat a pressions de treball que oscil·len entre els 17,5 i els 20 MPa, amb costos més baixos. S'utilitzen en quantitats limitades per a camions i autobusos de GNC (gas natural comprimit).
2. Dipòsits compostos amb revestiment metàl·lic de tipus II: aquests dipòsits combinen revestiments metàl·lics (normalment d'acer) amb materials compostos enrotllats en direcció circular. Proporcionen una capacitat relativament gran a pressions de treball d'entre 26 i 30 MPa, amb costos moderats. S'utilitzen àmpliament per a aplicacions en vehicles de GNC.
3. Tancs totalment compostos de tipus III: aquests tancs presenten una capacitat menor a pressions de treball entre 30 i 70 MPa, amb revestiments metàl·lics (acer/alumini) i costos més elevats. Troben aplicacions en vehicles lleugers de piles de combustible d'hidrogen.
4. Tancs compostos amb revestiment de plàstic tipus IV: aquests tancs ofereixen una capacitat menor a pressions de treball entre 30 i 70 MPa, amb revestiments fets de materials com ara poliamida (PA6), polietilè d'alta densitat (HDPE) i plàstics de polièster (PET).
Avantatges dels dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen tipus IV:
Actualment, els tancs de tipus IV s'utilitzen àmpliament als mercats globals, mentre que els tancs de tipus III encara dominen el mercat comercial d'emmagatzematge d'hidrogen.
És ben sabut que quan la pressió d'hidrogen supera els 30 MPa, es pot produir una fragilització irreversible de l'hidrogen, que provoca la corrosió del revestiment metàl·lic i provoca esquerdes i fractures. Aquesta situació pot provocar fuites d'hidrogen i la posterior explosió.
A més, l'alumini metàl·lic i la fibra de carboni de la capa d'enrotllament tenen una diferència de potencial, cosa que fa que el contacte directe entre el revestiment d'alumini i l'enrotllament de fibra de carboni sigui susceptible a la corrosió. Per evitar-ho, els investigadors han afegit una capa de corrosió de descàrrega entre el revestiment i la capa d'enrotllament. Tanmateix, això augmenta el pes total dels tancs d'emmagatzematge d'hidrogen, cosa que augmenta les dificultats logístiques i els costos.
Transport segur d'hidrogen: una prioritat:
En comparació amb els tancs de tipus III, els tancs d'emmagatzematge d'hidrogen de tipus IV ofereixen avantatges significatius en termes de seguretat. En primer lloc, els tancs de tipus IV utilitzen revestiments no metàl·lics compostos de materials compostos com ara poliamida (PA6), polietilè d'alta densitat (HDPE) i plàstics de polièster (PET). La poliamida (PA6) ofereix una excel·lent resistència a la tracció, resistència a l'impacte i una alta temperatura de fusió (fins a 220 ℃). El polietilè d'alta densitat (HDPE) presenta una excel·lent resistència a la calor, resistència a les esquerdes per tensió ambiental, tenacitat i resistència a l'impacte. Amb el reforç d'aquests materials compostos plàstics, els tancs de tipus IV demostren una resistència superior a la fragilització i la corrosió per hidrogen, la qual cosa resulta en una vida útil més llarga i una seguretat millorada. En segon lloc, la naturalesa lleugera dels materials compostos plàstics redueix el pes dels tancs, la qual cosa resulta en costos logístics més baixos.
Conclusió:
La integració de materials compostos en els tancs d'emmagatzematge d'hidrogen de tipus IV representa un avenç significatiu en la millora de la seguretat i el rendiment. L'adopció de revestiments no metàl·lics, com ara la poliamida (PA6), el polietilè d'alta densitat (HDPE) i els plàstics de polièster (PET), proporciona una millor resistència a la fragilització i la corrosió per hidrogen. A més, les característiques lleugeres d'aquests materials compostos plàstics contribueixen a reduir el pes i a reduir els costos logístics. A mesura que els tancs de tipus IV guanyen un ús ampli als mercats i els tancs de tipus III continuen sent dominants, el desenvolupament continu de les tecnologies d'emmagatzematge d'hidrogen és crucial per aconseguir tot el potencial de l'hidrogen com a font d'energia neta.
Data de publicació: 17 de novembre de 2023