Skupina studentů z Da Nangu použila materiály na bázi hydridů kovů a techniky ohřevu k provedení procesu nabíjení a vybíjení vodíku a vytvořila tak zařízení, které dokáže uložit více než 20 g plynného vodíku.
Výzkum provedli Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam a Mai Duc Hung z katedry automobilové mechaniky, fakulty strojního inženýrství, univerzity technického vzdělávání - Univerzity v Danangu, od října 2023. Produkt se zaměřuje na technologii ukládání energie v pevném vodíku, která se uplatňuje v systémech hospodaření s energií a zelené dopravě.
Produkt je navržen se dvěma hlavními částmi: vodíkovou nádrží s pomocnými komponenty a inteligentním řídicím systémem. Princip fungování nádrže je založen na reakci mezi kovovým hořčíkem v nádrži a vodíkem za vzniku sloučeniny hydridu hořečnatého (MgH₂). Při zahřátí na 250–350 °C dochází k nabíjení vodíkem za tlaku nad 1 bar. Naopak k uvolňování vodíku dochází, když tlak klesne pod 1 bar.
Díky inteligentnímu systému zahrnujícímu mikrokontroléry a senzory, které monitorují a řídí teplotu a tlak, je zajištěno, že systém pracuje efektivně a bezpečně během fázového přechodu sloučeniny pro ukládání vodíku.
Podle vedoucího týmu Vo Du Dinha v současnosti existují tři technologie skladování vodíku: stlačený plyn, zkapalněný plyn a pevný. Ve formě stlačeného plynu se vodík skladuje ve vysokotlakých nádržích o tlaku od 350 do 700 barů (5 000–10 000 psi). V kapalné formě se vodík ochladí na -253 °C, aby se změnil na kapalný stav, a poté se skladuje v izolovaných nádržích. V pevné formě se vodík skladuje v kovových hydridových sloučeninách nebo jiných absorpčních materiálech, jako jsou kovovo-organické struktury (MOF), uhlíkové nanotrubice atd.
Podle Dinha má každá metoda skladování jiné výhody a nevýhody. Volba technologie proto závisí na účelu použití, jako je doprava, statické skladování nebo mobilní aplikace..., přičemž se berou v úvahu faktory nákladů, výkonu a bezpečnosti.
Hodnotící tým uvedl, že výzvy v oblasti skladování vodíku vyžadují složité a nákladné technologie, které zajistí bezpečnost a efektivitu. Nedostatek podpůrné infrastruktury a nízká ekonomická efektivita jsou hlavními překážkami širokého využití vodíku jako čistého zdroje energie.
V rámci výzkumu týmu chtěli členové vytvořit zařízení pro skladování vodíku v pevné formě, protože tato technologie je bezpečná a méně pravděpodobná k výbuchu. Tato technologie umožňuje snadnější skladování, protože nevyžaduje extrémně vysoké tlaky ani extrémně nízké teploty jako skladování plynu nebo zkapalněného plynu.
Teoreticky může produkt této skupiny ukládat materiály a po reakci vyprodukuje maximální výstup 20,74 g plynného vodíku. Podle Dinha se jedná o odhadované číslo vzhledem k omezeným výzkumným zařízením a nedostatku specializovaného vybavení, takže skutečná hmotnost dosud nebyla stanovena.
Skupina navrhuje specializované nádrže podle vietnamských norem a předpisů pro tlakové nádoby. Pokud se během provozu zařízení vyskytnou neočekávané problémy, systém nepřímého ohřevu vypne všechny zdroje tepla a vrátí se do normálního stavu , aby byla zajištěna bezpečnost.
Dr. Bui Van Hung, přednášející na Fakultě strojního inženýrství Technické univerzity v Da Nangu, zhodnotil, že výzkum skupiny je pouze ve fázi hledání vhodných skladovacích materiálů, které dokáží absorbovat a uvolňovat vodík. Skupina také vytvořila simulační model schopnosti a podmínek pro skladování tohoto paliva.
Odhadl, že množství vodíku v produktu skupiny, odhadované na asi 20 g, což odpovídá asi 0,66 kWh, je poměrně nízké. Tato energetická hladina je vhodná pro malá zařízení nebo experimenty, ale nestačí k dlouhodobému provozu vozidel, jako jsou automobily nebo průmyslová zařízení.
Pro zvýšení množství uloženého vodíku Dr. Hung navrhl, aby tým našel slitiny nebo materiály, které dokáží absorbovat více vodíku, aniž by se příliš zvýšila hmotnost materiálu. Některé materiály s vysokou hustotou uloženého vodíku však vyžadují podmínky a prostředí, která ztěžují fázový přechod mezi nabíjením a vybíjením. Řekl, že na základě tohoto výzkumu musí tým v blízké budoucnosti provést více testů na materiálech, u kterých je obtížné fázový přechod provést.
Podle duševního vlastnictví a inovací
Komentář (0)