Avances nos tanques de almacenamento de hidróxeno tipo IV: incorporación de materiais compostos para mellorar a seguridade

Actualmente, as tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno máis comúns inclúen o almacenamento de gas a alta presión, o almacenamento de líquido crioxénico e o almacenamento en estado sólido. Entre estes, o almacenamento de gas a alta presión emerxeu como a tecnoloxía máis madura debido ao seu baixo custo, a rápida recarga de hidróxeno, o baixo consumo de enerxía e a súa estrutura sinxela, polo que é a tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno preferida.

Catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno:

Ademais dos emerxentes tanques compostos completos Tipo V sen forros internos, catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno entraron no mercado:

1.Type I tanques totalmente metálicos: estes tanques ofrecen maior capacidade a presións de traballo que van de 17,5 a 20 MPa, con custos máis baixos. Utilízanse en cantidades limitadas para camións e autobuses de GNC (gas natural comprimido).

2.Depósitos compostos revestidos de metal tipo II: estes tanques combinan revestimentos metálicos (normalmente de aceiro) con materiais compostos enrolados nunha dirección de aro. Proporcionan unha capacidade relativamente grande a presións de traballo entre 26 e 30 MPa, con custos moderados. Son amplamente utilizados para aplicacións de vehículos de GNC.

3.Depósitos tipo III totalmente compostos: estes depósitos presentan menor capacidade a presións de traballo entre 30 e 70 MPa, con revestimentos metálicos (aceiro/aluminio) e custos superiores. Atopan aplicacións en vehículos lixeiros de pila de combustible de hidróxeno.

4.Depósitos compostos de plástico tipo IV: estes depósitos ofrecen menor capacidade a presións de traballo entre 30 e 70 MPa, con revestimentos feitos de materiais como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET). .

Vantaxes dos tanques de almacenamento de hidróxeno tipo IV:

Actualmente, os tanques Tipo IV son amplamente utilizados nos mercados globais, mentres que os tanques Tipo III aínda dominan o mercado comercial de almacenamento de hidróxeno.

É ben sabido que cando a presión do hidróxeno supera os 30 MPa, pode producirse unha fragilidade irreversible do hidróxeno, que provoca a corrosión do revestimento metálico e provoca gretas e fracturas. Esta situación pode provocar fugas de hidróxeno e posterior explosión.

Ademais, o metal de aluminio e a fibra de carbono na capa de enrolamento teñen unha diferenza de potencial, o que fai que o contacto directo entre o forro de aluminio e a fibra de carbono sexa susceptible á corrosión. Para evitalo, os investigadores engadiron unha capa de corrosión de descarga entre o revestimento e a capa de bobinado. Non obstante, isto aumenta o peso total dos tanques de almacenamento de hidróxeno, engadindo dificultades loxísticas e custos.

Transporte seguro de hidróxeno: unha prioridade:
En comparación cos tanques Tipo III, os tanques de almacenamento de hidróxeno Tipo IV ofrecen vantaxes significativas en termos de seguridade. En primeiro lugar, os tanques Tipo IV utilizan revestimentos non metálicos compostos por materiais compostos como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET). A poliamida (PA6) ofrece unha excelente resistencia á tracción, resistencia ao impacto e alta temperatura de fusión (ata 220 ℃). O polietileno de alta densidade (HDPE) presenta unha excelente resistencia á calor, resistencia ás fisuras por estrés ambiental, dureza e resistencia ao impacto. Co reforzo destes materiais plásticos compostos, os tanques de Tipo IV demostran unha resistencia superior á fragilidade do hidróxeno e á corrosión, o que resulta nunha vida útil prolongada e unha maior seguridade. En segundo lugar, a natureza lixeira dos materiais compostos plásticos reduce o peso dos tanques, o que resulta en menores custos loxísticos.

Conclusión:
A integración de materiais compostos en tanques de almacenamento de hidróxeno Tipo IV representa un avance significativo na mellora da seguridade e do rendemento. A adopción de revestimentos non metálicos, como a poliamida (PA6), o polietileno de alta densidade (HDPE) e os plásticos de poliéster (PET), proporciona unha resistencia mellorada á fragilidade do hidróxeno e á corrosión. Ademais, as características lixeiras destes materiais compostos plásticos contribúen a reducir o peso e os custos loxísticos. A medida que os tanques Tipo IV gañan un amplo uso nos mercados e os tanques Tipo III seguen sendo dominantes, o desenvolvemento continuo das tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno é crucial para realizar todo o potencial do hidróxeno como fonte de enerxía limpa.