Actualmente, as tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno máis comúns inclúen o almacenamento gasoso a alta presión, o almacenamento de líquidos crioxénicos e o almacenamento en estado sólido. Entre elas, o almacenamento gasoso a alta presión emerxeu como a tecnoloxía máis madura debido ao seu baixo custo, á rápida recarga de hidróxeno, ao baixo consumo de enerxía e á súa estrutura simple, o que a converte na tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno preferida.
Catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno:
Ademais dos emerxentes tanques compostos completos de tipo V sen revestimentos internos, entraron no mercado catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno:
1. Tanques totalmente metálicos de tipo I: estes tanques ofrecen maior capacidade a presións de traballo que oscilan entre os 17,5 e os 20 MPa, con custos máis baixos. Úsanse en cantidades limitadas para camións e autobuses de GNC (gas natural comprimido).
2. Tanques compostos con revestimento metálico de tipo II: estes tanques combinan revestimentos metálicos (normalmente de aceiro) con materiais compostos enrolados en sentido circular. Ofrecen unha capacidade relativamente grande a presións de traballo entre 26 e 30 MPa, con custos moderados. Úsanse amplamente para aplicacións en vehículos de GNC.
3. Tanques totalmente compostos de tipo III: estes tanques presentan unha menor capacidade a presións de traballo entre 30 e 70 MPa, con revestimentos metálicos (aceiro/aluminio) e custos máis elevados. Atopan aplicacións en vehículos lixeiros de pilas de combustible de hidróxeno.
4. Tanques compostos con revestimento de plástico de tipo IV: estes tanques ofrecen unha capacidade menor 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 de tipo IV úsanse amplamente nos mercados globais, mentres que os tanques de tipo III aínda dominan o mercado comercial de almacenamento de hidróxeno.
É ben sabido que cando a presión de hidróxeno supera os 30 MPa, pode producirse unha fragilización irreversible do hidróxeno, o que leva á corrosión do revestimento metálico e á aparición de gretas e fracturas. Esta situación pode provocar fugas de hidróxeno e unha 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 revestimento de aluminio e o enrolamento de fibra de carbono sexa susceptible á corrosión. Para evitar isto, os investigadores engadiron unha capa de corrosión de descarga entre o revestimento e a capa de enrolamento. Non obstante, isto aumenta o peso total dos tanques de almacenamento de hidróxeno, o que aumenta as dificultades e os custos loxísticos.
Transporte seguro de hidróxeno: unha prioridade:
En comparación cos tanques de tipo III, os tanques de almacenamento de hidróxeno de tipo IV ofrecen vantaxes significativas en termos de seguridade. En primeiro lugar, os tanques de 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 tensión ambiental, tenacidade e resistencia ao impacto. Co reforzo destes materiais compostos plásticos, os tanques de tipo IV demostran unha resistencia superior á fragilización por hidróxeno e á corrosión, o que resulta nunha vida útil máis longa e unha maior seguridade. En segundo lugar, a natureza lixeira dos materiais compostos plásticos reduce o peso dos tanques, o que resulta en custos loxísticos máis baixos.
Conclusión:
A integración de materiais compostos nos tanques de almacenamento de hidróxeno de tipo IV representa un avance significativo na mellora da seguridade e o 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 mellor resistencia á fragilización e á corrosión por hidróxeno. Ademais, as características lixeiras destes materiais compostos plásticos contribúen a reducir o peso e a reducir os custos loxísticos. A medida que os tanques de tipo IV gañan un amplo uso nos mercados e os tanques de tipo III seguen sendo dominantes, o desenvolvemento continuo das tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno é crucial para aproveitar todo o potencial do hidróxeno como fonte de enerxía limpa.
Data de publicación: 17 de novembro de 2023