Avances nos tanques de almacenamento de hidróxeno tipo IV: incorporar materiais compostos para unha maior seguridade

Actualmente, as tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno máis comúns inclúen almacenamento gasoso de alta presión, almacenamento de líquidos criogénicos e almacenamento de estado sólido. Entre estes, o almacenamento gasoso de alta presión xurdiu como a tecnoloxía máis madura debido ao seu baixo custo, a abastecemento de hidróxeno rápido, o baixo consumo de enerxía e a estrutura sinxela, converténdose na tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno preferida.

Catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno:

Ademais dos tanques compostos de tipo V emerxentes sen revestimentos internos, entraron no mercado catro tipos de tanques de almacenamento de hidróxeno:

1. Tanques de todo metal I: Estes tanques ofrecen maior capacidade nas presións de traballo que oscilan entre 17,5 e 20 MPa, con custos máis baixos. Úsanse en cantidades limitadas para camións e autobuses CNG (gas natural comprimido).

2. Tanques compostos de tipo metálico tipo II: estes tanques combinan revestimentos metálicos (normalmente de aceiro) con materiais compostos feridos nunha dirección de aro. Proporcionan capacidade relativamente grande ás presións de traballo entre 26 e 30 MPa, con custos moderados. Son moi utilizados para aplicacións de vehículos CNG.

3. Tanques compostos de tipo III: estes tanques presentan unha menor capacidade ás presións de traballo entre 30 e 70 MPa, con revestimentos metálicos (aceiro/aluminio) e maiores custos. Atopan aplicacións en vehículos de células de combustible de hidróxeno lixeiros.

4. Tanques compostos de plástico de tipo IV: Estes tanques ofrecen unha capacidade menor ás 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 son amplamente empregados 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 un incendio de hidróxeno irreversible, dando lugar á corrosión do forro metálico e dando lugar a fisuras e fracturas. Esta situación pode levar a 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, facendo que o contacto directo entre o forro de aluminio e o enrolamento de fibra de carbono sexa susceptible de corrosión. Para evitar isto, os investigadores engadiron unha capa de corrosión de descarga entre o forro e a capa de enrolamento. Non obstante, isto aumenta o peso global dos tanques de almacenamento de hidróxeno, engadindo dificultades e custos loxísticos.

Transporte seguro de hidróxeno: unha prioridade:
En comparación cos tanques de tipo III, os tanques de almacenamento de hidróxeno 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 ao estrés ambiental, dureza e resistencia ao impacto. Co reforzo destes materiais compostos de plástico, os tanques de tipo IV demostran unha resistencia superior ao embrittlement e corrosión de hidróxeno, obtendo unha vida útil prolongada e unha maior seguridade. En segundo lugar, a natureza lixeira dos materiais compostos de plástico reduce o peso dos tanques, obtendo custos loxísticos máis baixos.

Conclusión:
A integración de materiais compostos nos 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 mellor resistencia ao abrazo e corrosión de hidróxeno. Ademais, as características lixeiras destes materiais compostos de plástico contribúen a un peso reducido e aos menores custos loxísticos. A medida que os tanques de tipo IV gañan un uso amplo nos mercados e os tanques de tipo III seguen sendo dominantes, o desenvolvemento continuo das tecnoloxías de almacenamento de hidróxeno é crucial para realizar todo o potencial de hidróxeno como fonte de enerxía limpa.