Momenteel zijn de meest voorkomende technologieën voor waterstofopslag omvatten hogedruk gasvormige opslag, cryogene vloeistofopslag en opslag van vaste toestand. Onder deze is hogedruk gasvormige opslag naar voren gekomen als de meest volwassen technologie vanwege de lage kosten, snelle waterstofaftanking, lage energieverbruik en eenvoudige structuur, waardoor het de voorkeursopslagtechnologie voor de voorkeur is.
Vier soorten waterstofopslagtanks:
Afgezien van de opkomende type V volledige composiettanks zonder interne voeringen, zijn vier soorten waterstofopslagtanks op de markt gekomen:
1.Type I All-Metal-tanks: deze tanks bieden een grotere capaciteit bij werkdrukken, variërend van 17,5 tot 20 MPa, met lagere kosten. Ze worden in beperkte hoeveelheden gebruikt voor CNG (gecomprimeerd aardgas) vrachtwagens en bussen.
2.Type II metalen beklede composiettanks: deze tanks combineren metalen voeringen (meestal staal) met composietmaterialen die in een hoepelrichting zijn gewond. Ze bieden een relatief grote capaciteit bij werkdruk tussen 26 en 30 MPa, met matige kosten. Ze worden veel gebruikt voor CNG -voertuigtoepassingen.
3.Type III All-composiettanks: deze tanks hebben een kleinere capaciteit bij werkdrukken tussen 30 en 70 MPa, met metalen voeringen (staal/aluminium) en hogere kosten. Ze vinden toepassingen in lichtgewicht voertuigen voor waterstofbrandstofcellen.
4.Type IV Plastic beklede composiettanks: deze tanks bieden kleinere capaciteit bij werkdrukken tussen 30 en 70 MPa, met voeringen gemaakt van materialen zoals polyamide (PA6), polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) en polyester kunststoffen (PET).
Voordelen van type IV waterstofopslagtanks:
Momenteel worden type IV -tanks op grote schaal gebruikt op de wereldwijde markten, terwijl type III -tanks nog steeds de commerciële markt voor waterstofopslag domineren.
Het is bekend dat wanneer waterstofdruk meer dan 30 MPa overschrijdt, onomkeerbare waterstofverbreuk kan optreden, wat leidt tot corrosie van de metalen voering en resulteert in scheuren en fracturen. Deze situatie kan mogelijk leiden tot waterstoflekkage en daaropvolgende explosie.
Bovendien hebben aluminium metaal en koolstofvezel in de wikkellaag een potentieel verschil, waardoor direct contact wordt gemaakt tussen de aluminium voering en koolstofvezelwikkeling vatbaar voor corrosie. Om dit te voorkomen, hebben onderzoekers een ontladingscorrosielaag toegevoegd tussen de voering en de kronkellaag. Dit verhoogt echter het totale gewicht van de waterstofopslagtanks, wat bijdraagt aan logistieke moeilijkheden en kosten.
Beveilig waterstoftransport: een prioriteit:
In vergelijking met type III -tanks bieden type IV waterstofopslagtanks aanzienlijke voordelen in termen van veiligheid. Ten eerste gebruiken type IV-tanks niet-metalen voeringen samengesteld uit composietmaterialen zoals polyamide (PA6), polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) en polyesterplastics (PET). Polyamide (PA6) biedt een uitstekende treksterkte, impactweerstand en hoge smelttemperatuur (tot 220 ℃). Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) vertoont uitstekende hittebestendigheid, omgevingsstressscheurweerstand, taaiheid en impactweerstand. Met de versterking van deze plastic composietmaterialen vertonen type IV -tanks superieure weerstand tegen waterstofvernietiging en corrosie, wat resulteert in een uitgebreide levensduur en verbeterde veiligheid. Ten tweede vermindert de lichtgewicht aard van de plastic composietmaterialen het gewicht van de tanks, wat resulteert in lagere logistieke kosten.
Conclusie:
De integratie van composietmaterialen in Type IV waterstofopslagtanks is een aanzienlijke vooruitgang bij het verbeteren van de veiligheid en prestaties. De goedkeuring van niet-metalen voeringen, zoals polyamide (PA6), polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) en polyesterplastics (PET), biedt een verbeterde weerstand tegen waterstofvernietiging en corrosie. Bovendien dragen de lichtgewicht kenmerken van deze plastic composietmaterialen bij aan verminderd gewicht en lagere logistieke kosten. Naarmate Type IV -tanks breed worden gebruikt in de markten en Type III -tanks dominant blijven, is de continue ontwikkeling van technologieën voor waterstofopslag cruciaal voor het realiseren van het volledige potentieel van waterstof als een schone energiebron.
Posttijd: nov-17-2023