ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการจัดเก็บไฮโดรเจนที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ การจัดเก็บก๊าซแรงดันสูง การจัดเก็บของเหลวแบบแช่แข็ง และการจัดเก็บโซลิดสเตต ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ การจัดเก็บก๊าซแรงดันสูงได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ที่สุด เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ การเติมไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว การใช้พลังงานต่ำ และโครงสร้างที่เรียบง่าย ทำให้เป็นเทคโนโลยีการจัดเก็บไฮโดรเจนที่ต้องการ
ถังเก็บไฮโดรเจนสี่ประเภท:
นอกเหนือจากถังคอมโพสิตเต็มรูปแบบ Type V ที่ไม่มีแผ่นรองภายในแล้ว ถังเก็บไฮโดรเจนสี่ประเภทได้เข้าสู่ตลาดแล้ว:
1.ถังโลหะทั้งหมดประเภทที่ 1: ถังเหล่านี้มีความจุที่มากขึ้นที่แรงกดดันในการทำงานตั้งแต่ 17.5 ถึง 20 MPa โดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่า มีการใช้ในปริมาณจำกัดสำหรับรถบรรทุกและรถโดยสาร CNG (ก๊าซธรรมชาติอัด)
2.ถังคอมโพสิตเคลือบโลหะประเภท II: ถังเหล่านี้รวมไลเนอร์โลหะ (โดยทั่วไปคือเหล็ก) เข้ากับวัสดุคอมโพสิตที่พันในทิศทางแบบห่วง มีกำลังการผลิตค่อนข้างมากที่แรงกดดันในการทำงานระหว่าง 26 ถึง 30 MPa โดยมีต้นทุนปานกลาง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานในรถยนต์ CNG
3.ถังคอมโพสิตประเภทที่ 3: ถังเหล่านี้มีความจุน้อยกว่าที่แรงดันใช้งานระหว่าง 30 ถึง 70 MPa พร้อมด้วยไลเนอร์โลหะ (เหล็ก/อลูมิเนียม) และต้นทุนที่สูงขึ้น พวกเขาพบการใช้งานในรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนน้ำหนักเบา
4.ถังคอมโพสิตบุพลาสติกประเภท IV: ถังเหล่านี้มีความจุน้อยกว่าที่แรงดันใช้งานระหว่าง 30 ถึง 70 MPa โดยมีไลเนอร์ที่ทำจากวัสดุ เช่น โพลีเอไมด์ (PA6), โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) และพลาสติกโพลีเอสเตอร์ (PET) .
ข้อดีของถังเก็บไฮโดรเจน Type IV:
ปัจจุบัน ถัง Type IV มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดโลก ในขณะที่ถัง Type III ยังคงครองตลาดกักเก็บไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์
เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อความดันไฮโดรเจนเกิน 30 MPa อาจเกิดการเปราะของไฮโดรเจนอย่างถาวร ซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนของไลเนอร์โลหะ และส่งผลให้เกิดรอยแตกและการแตกหัก สถานการณ์นี้อาจนำไปสู่การรั่วไหลของไฮโดรเจนและการระเบิดตามมา
นอกจากนี้ โลหะอะลูมิเนียมและคาร์บอนไฟเบอร์ในชั้นขดลวดยังมีความแตกต่างกัน ทำให้การสัมผัสโดยตรงระหว่างซับอะลูมิเนียมและขดลวดคาร์บอนไฟเบอร์เสี่ยงต่อการกัดกร่อน เพื่อป้องกันสิ่งนี้ นักวิจัยได้เพิ่มชั้นการกัดกร่อนที่ปล่อยออกมาระหว่างชั้นซับในและชั้นที่คดเคี้ยว อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเพิ่มน้ำหนักโดยรวมของถังเก็บไฮโดรเจน ทำให้เกิดความยุ่งยากและต้นทุนด้านลอจิสติกส์
การขนส่งไฮโดรเจนที่ปลอดภัย: ลำดับความสำคัญ:
เมื่อเปรียบเทียบกับถัง Type III ถังเก็บไฮโดรเจน Type IV มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในแง่ของความปลอดภัย ประการแรก ถังประเภท IV ใช้วัสดุบุรองที่ไม่ใช่โลหะซึ่งประกอบด้วยวัสดุคอมโพสิต เช่น โพลีเอไมด์ (PA6) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) และพลาสติกโพลีเอสเตอร์ (PET) โพลีเอไมด์ (PA6) มีความต้านทานแรงดึง ทนต่อแรงกระแทก และอุณหภูมิหลอมเหลวสูง (สูงถึง 220°C) ดีเยี่ยม โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) มีความต้านทานความร้อนได้ดีเยี่ยม ทนต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อม ความเหนียว และทนต่อแรงกระแทก ด้วยการเสริมแรงของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเหล่านี้ ถังประเภท IV จึงมีความทนทานต่อการเปราะของไฮโดรเจนและการกัดกร่อนได้ดีกว่า ส่งผลให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและมีความปลอดภัยเพิ่มขึ้น ประการที่สอง ลักษณะน้ำหนักเบาของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกช่วยลดน้ำหนักของถัง ส่งผลให้ต้นทุนด้านลอจิสติกส์ลดลง
บทสรุป:
การบูรณาการวัสดุคอมโพสิตในถังเก็บไฮโดรเจนประเภทที่ 4 แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพ การใช้ไลเนอร์ที่ไม่ใช่โลหะ เช่น โพลีเอไมด์ (PA6), โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) และพลาสติกโพลีเอสเตอร์ (PET) ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเปราะของไฮโดรเจนและการกัดกร่อน นอกจากนี้ ลักษณะน้ำหนักเบาของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเหล่านี้ยังช่วยลดน้ำหนักและลดต้นทุนด้านลอจิสติกส์อีกด้วย เนื่องจากถัง Type IV มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในตลาด และถัง Type III ยังคงมีความโดดเด่น การพัฒนาเทคโนโลยีกักเก็บไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตระหนักถึงศักยภาพของไฮโดรเจนอย่างเต็มที่ในฐานะแหล่งพลังงานสะอาด
เวลาโพสต์: 17 พ.ย.-2023