Actualment, les tecnologies d'emmagatzematge d'hidrogen més habituals inclouen l'emmagatzematge gasós a alta pressió, l'emmagatzematge de líquids criogènics i l'emmagatzematge en estat sòlid. Entre aquests, l'emmagatzematge gasós d'alta pressió s'ha convertit en la tecnologia més madura pel seu baix cost, el seu ràpid reabastament d'hidrogen, el baix consum d'energia i l'estructura senzilla, la qual cosa la converteix en la tecnologia d'emmagatzematge d'hidrogen preferida.
Quatre tipus de dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen:
A part dels emergents tancs compostos complets de tipus V sense revestiments interns, quatre tipus de dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen han entrat al mercat:
1.Type I tancs totalment metàl·lics: aquests dipòsits ofereixen una capacitat més gran a pressions de treball que oscil·len entre 17,5 i 20 MPa, amb menors costos. S'utilitzen en quantitats limitades per a camions i autobusos de GNC (gas natural comprimit).
2. Dipòsits compostos revestits de metall tipus II: aquests dipòsits combinen revestiments metàl·lics (normalment d'acer) amb materials compostos enrotllats en direcció de cèrcol. Proporcionen una capacitat relativament gran a pressions de treball entre 26 i 30 MPa, amb costos moderats. S'utilitzen àmpliament per a aplicacions de vehicles de GNC.
3. Dipòsits de tipus III tot compost: Aquests dipòsits 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. Dipòsits compostos revestits de plàstic tipus IV: aquests dipòsits ofereixen una capacitat més petita a pressions de treball entre 30 i 70 MPa, amb revestiments de materials com poliamida (PA6), polietilè d'alta densitat (HDPE) i plàstics de polièster (PET). .
Avantatges dels tancs 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 fragilitat irreversible de l'hidrogen, que condueix a la corrosió del revestiment metàl·lic i provoca esquerdes i fractures. Aquesta situació pot provocar una fuita d'hidrogen i una explosió posterior.
A més, el metall d'alumini i la fibra de carboni a la capa de bobinatge tenen una diferència de potencial, fent que el contacte directe entre el revestiment d'alumini i la bobina 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 de bobinatge. No obstant això, això augmenta el pes global dels dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen, augmentant les dificultats logístiques i els costos.
Transport d'hidrogen segur: una prioritat:
En comparació amb els dipòsits de tipus III, els dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen de tipus IV ofereixen avantatges importants en termes de seguretat. En primer lloc, els tancs de tipus IV utilitzen revestiments no metàl·lics compostos per 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 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 estrès ambiental, duresa i resistència a l'impacte. Amb el reforç d'aquests materials compostos plàstics, els dipòsits de tipus IV demostren una resistència superior a la fragilitat de l'hidrogen i la corrosió, donant com a resultat una vida útil allargada i una seguretat millorada. En segon lloc, la naturalesa lleugera dels materials compostos plàstics redueix el pes dels dipòsits, el que resulta en menors costos logístics.
Conclusió:
La integració de materials compostos als 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 fragilitat de l'hidrogen i la corrosió. A més, les característiques de lleugeresa d'aquests materials compostos plàstics contribueixen a reduir el pes i els costos logístics. A mesura que els dipòsits de tipus IV s'utilitzen àmpliament als mercats i els dipòsits de tipus III segueixen 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.
Hora de publicació: 17-nov-2023