Erregai-zelulen ontzietan hidrogeno biltegiratze teknologia aplikatzeko azterketa

Energiaren kontserbazioari eta emisioen murrizketari arreta globala handituz,Erregai-zelulen ontziak, bidalketa-industriaren eraldaketa berdearen norabide garrantzitsu gisa, gero eta arreta handiagoa jasotzen ari dira. Erregai-zelulen ontzien, ikerketa eta aplikazioaren egoera garatzeko gako-lotura gisahidrogeno biltegiaTeknologia are erakargarriagoa da.

Erregai-zeluletan hidrogenoa gordetzeko hainbat modu daude, gaur egun batez erePresio handiko hidrogeno gaseoso biltegia, tenperatura baxuko hidrogeno likidoa, hidrogeno organikoko biltegiratze organikoa eta metalezko hidrogeno hidrogeno biltegia. Hidrogeno biltegiratze metodo hauek abantailak eta desabantailak dituzte eta ontziak mota desberdinetarako egokiak dira eta eskaerak eszenatokietarako.

1. Presio handiko hidrogeno gaseoso biltegia

Presio handiko hidrogeno biltegiratzeak hidrogenoa dentsitate handiko gaseoso batean gasaren zilindro batean gordetzen du konpresioaren bidez. Ontzien eremuan gehien erabiltzen den hidrogeno biltegiratze metodoa bihurtu da, betetze azkarra, kostu baxua eta funtzionamendu erraza direla eta. Teknologia honen gakoa hidrogeno biltegien zilindroen ikerketan eta garapenean datza. Presio handiko hidrogenoen biltegiratzaileek lau motatan banatuta daude: altzairuzko metalezko zilindroak (I motakoak), altzairuzko estaldura-zuntzak bildutako botilak (II mota), aluminiozko estaldura karbono zuntz guztiz bildutako botilak (III.) Eta plastikozko karbono-zuntzak erabat bildutako botilak (IV mota).

Horien artean, III motako eta IV motako gas zilindroak estalduraz, karbono-zuntz bihurriko geruza eta beirazko zuntz erretxina-geruzaz osatuta daude. Pisu orokorra nahiko arina da eta hidrogeno biltegiratze-dentsitatea handia da. Lekuak diraErregai mugikorraEskaerak. Gaur egun, erregai-zelulen ontziak etxean eta atzerrian 35mp-ko presioarekin lotutako III botilak ditu. Hidrogenoen biltegiratze-dentsitatearen eta gasaren zilindroen sistemaren mugak direla eta, itsasontzi motak batez ere barnealdeko ferryak eta belaontziak potentzia txikiko irteerarekin daude.

Ontziaren energia biltegiratzearen eta erresistentziaren arteko desorekaren erronka, indar handiko plastiko arinak erabiltzen dituzte metalak ordezkatzeko, kalitatea, inpaktu gogorrtasuna eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko, baina oztopo teknikoak hobetzeko, besteak beste:

1) Arazo materialak eta egiturazkoak: plastikozko estalduraren eta metalaren arteko interfazea ihesak egiteko joera da, eta prozesatzeko teknologia eta gainazaleko tratamendua optimizatu behar dira zigilatzea eta lotzea hobetzeko.

2) Kudeaketa termikoaren erronkak: hidrogenazio azkarrean bero energia handia sortzen da, segurtasun arriskuak saihesteko kontrolatu behar dena. Simulazioak segurtasun arauak betetzen dituela erakusten duen arren, kabinaren benetako tenperatura altuak tenperatura kontrolatzeko neurri zorrotzak behar ditu.

3) Betetze baldintzak: hasierako tenperatura eta hidrogeno-tasa betetzeak nabarmen eragiten du tenperatura igoera eta kontrol fina betetzeko prozesua optimizatzeko.

Presio handiko hidrogenoen biltegia erregai-zelulen ontzientzako hidrogeno biltegiratze metodoa da gaur egun, erosoa eta ekonomikoa. Hala ere, gas zilindroaren presioa eta bolumena direla eta, 35mpa III. Zilindroak potentzia txikiko ontzietarako erabiltzen dira. Erresistentzia hobetzeko, 70MPA erabiltzea, IV motako zilindro motakoak esploratzen ari dira aplikazioa itsasontzi handietara zabaltzeko.

Japoniako Yanmar Korporazioak eta Toyota-k bereziki baimendutako presio handiko ekipamendua erabili zuten munduko lehen itsasontzia 70mpa gas zilindro hornidura lortzeko.

Hala ere, presio handiko hidrogeno biltegiratzeak segurtasun eta kudeaketa arazoak ditu, hidrogeno hornidurarako estazioak urriak dira, eta hidrogeno zilindroak ordezkatzea da eta arriskuak ezkutatzen ditu. Aldi berean, presioaren gehikuntzak ekipoen kostua eta hidrogenoa energia kontsumitzea bultzatzen du eta kostu orokorra nabarmen handitzen da.

2. Metal Hydride hidrogeno biltegia

Hidriden hidrogeno hidrogenoen biltegiaren printzipioa trantsizio metalak edo aleazioak erabiltzea hidrogenoarekin erreakzionatzea da hidrogeno hidrogenoak sortzeko tenperatura eta presio baldintza jakin batzuen azpian hidrogeno biltegia lortzeko, beroa askatzen duten bitartean; Tenperatura igo ahala, metalezko hidrudioa deskonposatzen da hidrogenoa askatzeko.

Hidrogeno biltegiratze gaseosoarekin alderatuta, hidrogenoen biltegiratze metodoaren abantaila handiena da hidrogenoen biltegiratze-presioa txikia dela eta segurtasuna handia dela, eta ondoren, hidrogeno biltegiratze-dentsitate handiak (tenperatura eta presio baldintza berdinak dituzten hidrogeno gaseosoaren azpian). Garapenean dauden hidrogenoen biltegiratze aleazioak, batez ere, lurreko aleazio arraroak, titaniozko aleazioak, zirkonio aleazioak, magnesio aleazioak eta banadio aleazioak daude.

Metal hidrogeno hidrogenoen biltegiak gas eta likidoa baino abantaila gehiago ditu segurtasun eta hidrogeno bolumetrikoen biltegiratze-dentsitateari dagokionez, baina hidrogeno-tenperatura tenperatura altuak izan daitezke eta erreakzio-prozesuak alloy egituraren suntsiketa bezalako arazoak izan ditzake, eta hidrogeno-askapen prozesuan zehar zabaldu eta kontratatuko da, biltegiratze deformazioa eraginez.

Benetako ontzien aplikazioetan, ikerketa funtsezko alderdietan egin behar da:

1) Garatu hidrogeno biltegiratzeko aleazio material berriak hidrogeno biltegiratze-dentsitatea hobetzeko,

2) Hidrogenoen biltegiratze materialen hidrogenoaren xurgapena eta desorzioaren errendimendua optimizatu gainazalen tratamenduaren bidez, katalizatzaileak eta abar gehituz.

3) Biltegiratze deposituaren diseinua optimizatu edukiontziaren deformazioa ekiditeko aleazio hautsaren erreakzioak hidrogenoarekin sortutako hedapenagatik;

4) Bero-bilketa, biltegiratze eta aplikazio sistemak hidrogeno sistemaren biltegiratze sistemak, biltegiratzea eta aplikatzeko sistemak egitea eta itsasontzi osoarekin ikerketa konbinatu energia erabiltzeko eraginkortasuna hobetzeko eta gailuaren bolumenaren eta masaaren zama murrizteko.

Hidrogeno biltegirako aleazioa bera astuna delako, hidrogeno biltegiratze-dentsitatea baxua da, baina onuragarriagoa da urpeko itsasontzientzat eta itsasontzien balastoa areagotzea. Kalitate handiko hidrogeno biltegiratze materialak garatzea eta lan baldintzak optimizatzea etorkizunean ikerketa norabide garrantzitsuak dira.

German HDW ontziolak garatutako 212 kilo-hornitutako erregaiaren 212A. Iturria: Internet

Erregai-gelaxkako hidrogeno biltegiratze metodoa aukeratzerakoan, beharrezkoa da beste faktore anitzak kontuan hartzea, hala nola hidrogeno biltegiratze-dentsitatea, segurtasuna, kostua, zerbitzua bizitza, egonkortasuna eta energia kontsumoa. Hurrengo taulan hidrogeno biltegiratze metodo desberdinak konparatzen ditu:

Metal hidruro hidrogeno biltegiratzeak errendimendua, garbitasuna eta segurtasuna ditu eta etorkizunean korronte nagusia izatea espero da.