נכון לעכשיו, טכנולוגיות אחסון המימן הנפוצות ביותר כוללות אחסון גזים בלחץ גבוה, אחסון נוזל קריוגני ואחסון במצב מוצק. בין אלה, אחסון גזים בלחץ גבוה התגלה כטכנולוגיה הבוגרת ביותר בשל עלותו הנמוכה, תדלוק מימן מהיר, צריכת אנרגיה נמוכה והמבנה הפשוט, מה שהופך אותו לטכנולוגיית אחסון המימן המועדפת.
ארבעה סוגים של מיכלי אחסון מימן:
מלבד מיכלי מרוכבים מלאים מסוג V המתפתחים ללא ספינות פנימיות, ארבעה סוגים של מיכלי אחסון מימן נכנסו לשוק:
1. מכלי מתכת מסוג I: מיכלים אלה מציעים קיבולת גדולה יותר בלחצי עבודה הנעים בין 17.5 ל-20 MPa, בעלויות נמוכות יותר. הם משמשים בכמויות מוגבלות עבור משאיות ואוטובוסים מסוג CNG (גז טבעי דחוס).
2. מיכלים מרוכבים מרופדים מתכת מסוג II: מיכלים אלה משלבים ספינות מתכת (בדרך כלל פלדה) עם חומרים מרוכבים הכרוכים בכיוון חישוק. הם מספקים קיבולת גדולה יחסית בלחצי עבודה בין 26 ל-30 MPa, עם עלויות מתונות. הם נמצאים בשימוש נרחב עבור יישומי רכב CNG.
3. מכלים מרוכבים מסוג III: מיכלים אלה כוללים קיבולת קטנה יותר בלחצים עבודה בין 30 ל-70 MPa, עם ספינות מתכת (פלדה/אלומיניום) ועלויות גבוהות יותר. הם מוצאים יישומים ברכבי תאי דלק מימן קלים.
4. מיכלים מרוכבים מצופים פלסטיק מסוג IV: מיכלים אלה מציעים קיבולת קטנה יותר בלחץ עבודה בין 30 ל-70 MPa, עם ספינות עשויות מחומרים כגון פוליאמיד (PA6), פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) ופלסטיק פוליאסטר (PET) .
היתרונות של מיכלי אחסון מימן מסוג IV:
נכון לעכשיו, מיכלי סוג IV נמצאים בשימוש נרחב בשווקים גלובליים, בעוד שמיכלי סוג III עדיין שולטים בשוק אחסון המימן המסחרי.
ידוע היטב שכאשר לחץ המימן עולה על 30 MPa, עלולה להתרחש התפרקות מימן בלתי הפיכה, המובילה לקורוזיה של ציפוי המתכת וכתוצאה מכך לסדקים ושברים. מצב זה עלול להוביל לדליפת מימן ולפיצוץ לאחר מכן.
בנוסף, למתכת אלומיניום ולסיבי פחמן בשכבת המתפתלים יש הבדל פוטנציאלי, מה שיוצר מגע ישיר בין ציפוי האלומיניום לבין מתפתל סיבי פחמן רגיש לקורוזיה. כדי למנוע זאת, הוסיפו חוקרים שכבת קורוזיה של פריקה בין השכבה לשכבה המתפתלת. עם זאת, זה מגדיל את המשקל הכולל של מיכלי אחסון המימן, ומוסיף לקשיים ולעלויות לוגיסטיות.
הובלת מימן מאובטחת: עדיפות:
בהשוואה למיכלים מסוג III, מיכלי אחסון מימן מסוג IV מציעים יתרונות משמעותיים מבחינת בטיחות. ראשית, מיכלים מסוג IV משתמשים בספינות לא מתכתיות המורכבות מחומרים מרוכבים כגון פוליאמיד (PA6), פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) ופלסטיק פוליאסטר (PET). פוליאמיד (PA6) מציע חוזק מתיחה מעולה, עמידות בפני פגיעות וטמפרטורת התכה גבוהה (עד 220℃). פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) מציג עמידות מצוינת בחום, עמידות בפני סדקים סביבתיים, קשיחות ועמידות בפני פגיעות. עם החיזוק של חומרים מרוכבים פלסטיים אלה, מיכלים מסוג IV מפגינים עמידות מעולה בפני התפרקות מימן וקורוזיה, וכתוצאה מכך חיי שירות ארוכים ובטיחות משופרת. שנית, אופי קל המשקל של החומרים המרוכבים הפלסטיים מפחית את משקלם של המיכלים, וכתוצאה מכך עלויות לוגיסטיות נמוכות יותר.
מַסְקָנָה:
השילוב של חומרים מרוכבים במיכלי אחסון מימן מסוג IV מייצג התקדמות משמעותית בשיפור הבטיחות והביצועים. האימוץ של ספינות לא מתכתיות, כגון פוליאמיד (PA6), פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) ופלסטיק פוליאסטר (PET), מספק עמידות משופרת בפני התפרקות מימן וקורוזיה. יתר על כן, המאפיינים הקלים של החומרים המרוכבים הפלסטיים הללו תורמים להפחתת המשקל ולעלויות לוגיסטיות נמוכות יותר. מכיוון שמכלי סוג IV זוכים לשימוש נרחב בשווקים ומכלי סוג III נותרים דומיננטיים, הפיתוח המתמשך של טכנולוגיות אחסון מימן הוא חיוני למיצוי מלוא הפוטנציאל של מימן כמקור אנרגיה נקי.
זמן פרסום: 17 בנובמבר 2023