Günümüzde en yaygın hidrojen depolama teknolojileri arasında yüksek basınçlı gaz depolama, kriyojenik sıvı depolama ve katı hal depolama yer almaktadır. Bunlar arasında, yüksek basınçlı gaz depolama, düşük maliyeti, hızlı hidrojen ikmali, düşük enerji tüketimi ve basit yapısı nedeniyle en gelişmiş teknoloji olarak öne çıkmış ve tercih edilen hidrojen depolama teknolojisi haline gelmiştir.
Dört Tip Hidrojen Depolama Tankı:
İç astarı olmayan yeni Tip V tam kompozit tankların yanı sıra, pazara dört tip hidrojen depolama tankı girmiştir:
1. Tip I tam metal tanklar: Bu tanklar, 17,5 ila 20 MPa çalışma basınçlarında daha yüksek kapasite ve daha düşük maliyet sunar. CNG (sıkıştırılmış doğal gaz) kamyon ve otobüslerde sınırlı miktarda kullanılırlar.
2. Tip II metal astarlı kompozit tanklar: Bu tanklar, metal astarları (genellikle çelik) çember yönünde sarılmış kompozit malzemelerle birleştirir. 26 ila 30 MPa arasındaki çalışma basınçlarında nispeten yüksek kapasite sağlarlar ve maliyetleri makul düzeydedir. CNG araç uygulamalarında yaygın olarak kullanılırlar.
3. Tip III tamamen kompozit tanklar: Bu tanklar, 30 ila 70 MPa arasındaki çalışma basınçlarında daha düşük kapasiteye, metal astarlara (çelik/alüminyum) ve daha yüksek maliyetlere sahiptir. Hafif hidrojen yakıt hücreli araçlarda uygulama alanı bulurlar.
4. Tip IV plastik astarlı kompozit tanklar: Bu tanklar, poliamid (PA6), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve polyester plastik (PET) gibi malzemelerden yapılmış astarlara sahip, 30 ila 70 MPa arasındaki çalışma basınçlarında daha küçük kapasite sunar.
Tip IV Hidrojen Depolama Tanklarının Avantajları:
Günümüzde Tip IV tanklar küresel pazarlarda yaygın olarak kullanılırken, Tip III tanklar ticari hidrojen depolama pazarına hâlâ hakim durumda.
Hidrojen basıncı 30 MPa'yı aştığında, geri dönüşü olmayan hidrojen gevrekleşmesinin meydana gelebileceği, bunun da metal astarın korozyonuna ve çatlaklara ve kırılmalara yol açabileceği iyi bilinmektedir. Bu durum, potansiyel olarak hidrojen sızıntısına ve ardından patlamaya yol açabilir.
Ayrıca, sarım katmanındaki alüminyum metal ve karbon fiber arasında potansiyel farkı vardır ve bu da alüminyum astar ile karbon fiber sargı arasındaki doğrudan teması korozyona açık hale getirir. Araştırmacılar, bunu önlemek için astar ile sargı katmanı arasına bir deşarj korozyon katmanı eklemişlerdir. Ancak bu, hidrojen depolama tanklarının toplam ağırlığını artırarak lojistik zorluklara ve maliyetlere yol açmaktadır.
Güvenli Hidrojen Taşımacılığı: Bir Öncelik:
Tip III tanklarla karşılaştırıldığında, Tip IV hidrojen depolama tankları güvenlik açısından önemli avantajlar sunar. İlk olarak, Tip IV tanklar poliamid (PA6), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve polyester plastik (PET) gibi kompozit malzemelerden oluşan metalik olmayan astarlar kullanır. Poliamid (PA6) mükemmel çekme dayanımı, darbe direnci ve yüksek erime sıcaklığı (220℃'ye kadar) sunar. Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ise mükemmel ısı direnci, çevresel stres çatlağı direnci, tokluk ve darbe direnci sergiler. Bu plastik kompozit malzemelerin güçlendirilmesiyle, Tip IV tanklar hidrojen gevrekleşmesine ve korozyona karşı üstün direnç göstererek daha uzun bir hizmet ömrü ve gelişmiş güvenlik sağlar. İkinci olarak, plastik kompozit malzemelerin hafif yapısı tankların ağırlığını azaltarak daha düşük lojistik maliyetleri sağlar.
Çözüm:
Kompozit malzemelerin Tip IV hidrojen depolama tanklarına entegrasyonu, güvenlik ve performansın artırılmasında önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Poliamid (PA6), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve polyester plastik (PET) gibi metal olmayan kaplamaların benimsenmesi, hidrojen gevrekleşmesine ve korozyona karşı gelişmiş direnç sağlar. Ayrıca, bu plastik kompozit malzemelerin hafif özellikleri, ağırlığın azaltılmasına ve lojistik maliyetlerin düşürülmesine katkıda bulunur. Tip IV tanklar pazarlarda yaygınlaşırken ve Tip III tanklar hakimiyetini sürdürürken, hidrojenin temiz bir enerji kaynağı olarak tüm potansiyelinin ortaya çıkarılması için hidrojen depolama teknolojilerinin sürekli geliştirilmesi hayati önem taşımaktadır.
Gönderim zamanı: 17-11-2023