I øjeblikket omfatter de mest almindelige brintlagringsteknologier højtryksgasopbevaring, kryogenisk væskeopbevaring og faststoflagring. Blandt disse er højtryksgasopbevaring dukket op som den mest modne teknologi på grund af dens lave omkostninger, hurtige brinttankning, lave energiforbrug og enkle struktur, hvilket gør det til den foretrukne brintlagringsteknologi.
Fire typer hydrogenopbevaringstanke:
Bortset fra de nye type V fuldkomposittanke uden indvendige foringer, er fire typer brintlagertanke kommet på markedet:
1.Type I alle metal tanke: 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 viklet i en bøjleretning. De giver relativt stor kapacitet ved arbejdstryk mellem 26 og 30 MPa med moderate omkostninger. De bruges i vid udstrækning til CNG-køretøjsapplikationer.
3.Type III komposittanke: 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 plastikforede komposittanke: Disse tanke har 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-brintlagertanke:
I øjeblikket er Type IV-tanke meget udbredt på globale markeder, mens Type III-tanke stadig dominerer det kommercielle brintlagermarked.
Det er velkendt, at når hydrogentrykket 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 imidlertid den samlede vægt af brintlagertankene, hvilket øger logistiske vanskeligheder og omkostninger.
Sikker brinttransport: En prioritet:
Sammenlignet med type III-tanke giver type IV-brintlagertanke betydelige fordele med hensyn til sikkerhed. For det første bruger type IV tanke ikke-metalliske foringer sammensat 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 miljøbelastninger, sejhed og slagfasthed. Med forstærkningen af disse plastikkompositmaterialer demonstrerer Type IV tanke overlegen modstandsdygtighed over for brintskørhed og korrosion, hvilket resulterer i en forlænget levetid og øget sikkerhed. For det andet reducerer plastkompositmaterialernes lette natur vægten af tanke, hvilket resulterer i lavere logistiske omkostninger.
Konklusion:
Integrationen af kompositmaterialer i type IV brintlagertanke repræsenterer et betydeligt fremskridt med hensyn til at forbedre sikkerheden og ydeevnen. Indførelsen af ikke-metalliske foringer, såsom polyamid (PA6), højdensitetspolyethylen (HDPE) og polyesterplast (PET), giver forbedret modstandsdygtighed over for brintskørhed og korrosion. Desuden bidrager de lette egenskaber ved disse plastkompositmaterialer til reduceret vægt og lavere logistiske omkostninger. Da Type IV-tanke vinder udbredt brug 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.
Indlægstid: 17. nov. 2023