I øjeblikket omfatter de mest almindelige teknologier til lagring af brint højtryksgaslagring, kryogen væskelagring og faststoflagring. Blandt disse er højtryksgaslagring blevet den mest modne teknologi på grund af dens lave omkostninger, hurtige brintpåfyldning, lave energiforbrug og enkle struktur, hvilket gør den til den foretrukne brintlagringsteknologi.
Fire typer brinttanke:
Udover de nye Type V-kompatible tanke uden indvendige foringer, er der kommet fire typer brinttanke på markedet:
1. Type I helmetaltanke: Disse tanke tilbyder større kapacitet ved arbejdstryk fra 17,5 til 20 MPa, med lavere omkostninger. De bruges i begrænsede mængder til CNG (komprimeret naturgas) lastbiler og busser.
2. Type II metalforede komposittanke: Disse tanke kombinerer metalforinger (typisk stål) med kompositmaterialer, der er viklet i en ringformet retning. De giver en relativt stor kapacitet ved arbejdstryk mellem 26 og 30 MPa til moderate omkostninger. De anvendes i vid udstrækning til CNG-køretøjsanvendelser.
3. Type III helkomposittanke: Disse tanke har en mindre kapacitet ved arbejdstryk mellem 30 og 70 MPa, med metalforinger (stål/aluminium) og højere omkostninger. De finder anvendelse i lette brintbrændselscellekøretøjer.
4. Type IV plastforede komposittanke: Disse tanke tilbyder mindre kapacitet ved arbejdstryk mellem 30 og 70 MPa, med foringer lavet af materialer som polyamid (PA6), højdensitetspolyethylen (HDPE) og polyesterplast (PET).
Fordele ved type IV brinttanke:
I øjeblikket er type IV-tanke meget udbredt på globale markeder, mens type III-tanke stadig dominerer markedet for kommerciel brintlagring.
Det er velkendt, at når brinttrykket overstiger 30 MPa, kan der forekomme irreversibel brintskørhed, hvilket fører til korrosion af metalforingen og resulterer i revner og brud. Denne situation kan potentielt føre til brintlækage og efterfølgende eksplosion.
Derudover har aluminiummetal og kulfiber i viklingslaget en potentialforskel, hvilket gør direkte kontakt mellem aluminiumsforingen og kulfiberviklingen modtagelig for korrosion. For at forhindre dette har forskere tilføjet et udledningskorrosionslag mellem foringen og viklingslaget. Dette øger dog den samlede vægt af brinttankene, hvilket bidrager til logistiske vanskeligheder og omkostninger.
Sikker transport af brint: En prioritet:
Sammenlignet med type III-tanke tilbyder type IV-brinttanke betydelige fordele med hensyn til sikkerhed. For det første anvender type IV-tanke ikke-metalliske foringer bestående af kompositmaterialer såsom polyamid (PA6), højdensitetspolyethylen (HDPE) og polyesterplast (PET). Polyamid (PA6) tilbyder fremragende trækstyrke, slagfasthed og høj smeltetemperatur (op til 220 ℃). Højdensitetspolyethylen (HDPE) udviser fremragende varmebestandighed, modstandsdygtighed over for miljømæssige spændingsrevner, sejhed og slagfasthed. Med forstærkningen af disse plastkompositmaterialer udviser type IV-tanke overlegen modstandsdygtighed over for brintforsprødning og korrosion, hvilket resulterer i en forlænget levetid og forbedret sikkerhed. For det andet reducerer plastkompositmaterialernes lette vægt tankene, hvilket resulterer i lavere logistiske omkostninger.
Konklusion:
Integrationen af kompositmaterialer i type IV-brinttanke repræsenterer et betydeligt fremskridt inden for forbedring af sikkerhed og ydeevne. Indførelsen af ikke-metalliske foringer, såsom polyamid (PA6), højdensitetspolyethylen (HDPE) og polyesterplast (PET), giver forbedret modstandsdygtighed over for brintskørhed og korrosion. Desuden bidrager disse plastkompositmaterialers lette egenskaber til reduceret vægt og lavere logistiske omkostninger. Efterhånden som type IV-tanke vinder bred anvendelse på markederne, og type III-tanke forbliver dominerende, er den fortsatte udvikling af brintlagringsteknologier afgørende for at realisere brints fulde potentiale som en ren energikilde.
Opslagstidspunkt: 17. november 2023