Что такое водородный бак?

Что такое водородный бак?

Водородные баки — это баки, в которых хранится водород.

Водородные баки используются в транспортных средствах на топливных элементах, работающих на топливных элементах. В случае батарей топливных элементов сжатый водород хранится в водородных баках, установленных в транспортном средстве, и водород может подаваться в батареи топливных элементов.

Водородные баки, используемые в транспортных средствах, должны выдерживать более высокие нагрузки давления, чем баки для природного газа. Водородные баки изготавливаются из армированного углеродным волокном пластика или других материалов, которые были модифицированы для повышения их устойчивости к давлению.

Применение водородных баков

Водородные баки используются для хранения водорода. Они устанавливаются в транспортных средствах на топливных элементах и ​​используются для хранения водорода на водородных станциях.

Водород очень легкий и требует много места для хранения в исходном состоянии. Поэтому водород хранится путем сжатия под высоким давлением, сжижения при низких температурах, адсорбции на металлы или преобразования в другое вещество.

Наиболее часто используемый метод хранения — это хранение водорода под высоким давлением в газообразном состоянии, для чего требуются резервуары с водородом высокого давления.

Принцип резервуаров с водородом

Водородные баки, используемые в транспортных средствах на топливных элементах, являются необходимым компонентом транспортного средства на топливных элементах. В качестве метода хранения водорода в транспортном средстве на топливных элементах, водородные баки низкого давления могут легко использоваться для хранения водорода в газообразной форме и подачи топлива в стеки топливных элементов.

Однако объем бака должен быть большим. Бремя развития инфраструктуры для поставки водорода легче и применимо к электромобилям и другим транспортным средствам, которые предназначены для хранения небольших количеств водорода. Водородные баки высокого давления также находят практическое применение в массовых транспортных средствах на топливных элементах,

Это распространенный метод хранения водорода. Из-за ограничений по объему хранения в водородных баках водород можно сжимать и хранить, чтобы увеличить дальность хода транспортного средства. Когда водород охлаждается до сверхнизких температур, его можно сжижать и хранить в баках для сжиженного водорода.

Сжижение значительно уменьшает объем водорода по сравнению с газом, что в значительной степени способствует уменьшению габаритов. Однако контроль температуры важен, поскольку водород испаряется при повышении температуры.

Структура водородных баков

Структура водородных баков различается в зависимости от системы.

1. Водородные баки высокого давления

Используются алюминиевые сплавы, специальные нержавеющие стали и полимерные композитные материалы. Сталь не может использоваться для водородных баков высокого давления. Это связано с тем, что водород высокого давления проникает в металлы, такие как сталь, делая их хрупкими.

2. Баки сжиженного водорода

Водородные баки охлаждают водород до -253°C и хранят его в виде жидкости в двухслойном контейнере с вакуумом между баками. Вакуум предотвращает передачу тепла наружу и предотвращает повышение температуры водорода.

Однако это не идеальный вакуум, и даже вибрация производит тепло, в результате чего часть водорода становится газом. Важно исследовать технологии для безопасного удаления газообразного водорода и уменьшения количества испарений путем приближения к вакууму.

3. Сплавы для хранения водорода

Сплавы для хранения водорода нашли практическое применение для хранения в никель-металл-гидридных батареях. Кроме того, в последние годы изучались методы преобразования водорода в другое вещество для хранения, например, преобразование толуола в метилциклогексан путем реакции с водородом.

Типы водородных баков

Существует несколько типов водородных баков.

1. Водородные баки низкого давления

Водород можно хранить в виде газа, но для этого требуется большой бак из-за низкого давления. Этот тип бака используется для хранения небольших объемов водорода.

2. Баки для водорода высокого давления

Поскольку транспортные средства имеют ограниченное пространство для баков, больше водорода можно хранить в баках с более высоким давлением при том же объеме бака.

3. Баки для сжиженного водорода

Баки для водорода хранят сжиженный водород при сверхнизких температурах в изолированных баках. Сжижение уменьшает объем водорода до 1/800 газа, что выгодно для установки в транспортных средствах.

4. Сплавы для хранения водорода

Поскольку атомный диаметр водорода мал, его можно хранить, когда он поглощается между молекулами специальных сплавов. Когда водород удаляется из сплава для хранения, применяется тепло. Для хранения 1 кг водорода требуется около 80 кг сплавов для хранения, что делает вес проблемой для использования в автомобиле.

Водород также может храниться на поверхности углеродных нанотрубок и молекул с очень большой площадью поверхности.

5. Водородные баки гибридного типа

Используется конструкция, которая объединяет сплав для хранения водорода и водородные баки высокого давления.