דא נאנג: סטודנטים יוצרים מתקן לאגירת מימן.

קבוצת סטודנטים מדאנאנג השתמשה בחומרים של מתכת הידריד וטכניקת חימום הכוללת טעינה ופריקה של מימן כדי ליצור מכשיר המאחסן מעל 20 גרם של מימן בגז.

המחקר נערך על ידי וו דו דין, לה אן ואן, לאם דאו נהון, נגוין הונג טאם ומאי דוק הונג מהמחלקה להנדסת רכב, הפקולטה להנדסת מכונות, אוניברסיטת דה נאנג לטכנולוגיה וחינוך, החל מאוקטובר 2023. המוצר מתמקד בטכנולוגיית אחסון אנרגיה של מימן במצב מוצק, הניתנת ליישום במערכות ניהול אנרגיה ותחבורה ירוקה.

המוצר מתוכנן עם שני חלקים עיקריים: מיכל אחסון מימן ורכיבים נלווים, ומערכת בקרה חכמה. עקרון הפעולה של המיכל מבוסס על התגובה בין מתכת מגנזיום במיכל לבין מימן ליצירת מגנזיום הידריד (MgH₂). כאשר מחומם ל-250-350 מעלות צלזיוס, טעינת מימן מתרחשת בלחץ מעל 1 בר. לעומת זאת, שחרור מימן מתרחש כאשר הלחץ נמוך מ-1 בר.

בעזרת מערכת חכמה הכוללת מיקרו-בקרים וחיישנים המנטרים ובקרים את הטמפרטורה והלחץ, הדבר מבטיח פעולה יעילה ובטוחה במהלך מעבר הפאזה של תרכובת אחסון המימן.

לדברי ראש הצוות וו דו דין, קיימות כיום שלוש טכנולוגיות לאחסון מימן: גז דחוס, גז נוזלי וגז מוצק. בצורת גז דחוס, מימן מאוחסן במיכלי לחץ גבוה, מ-350 עד 700 בר (5,000-10,000 psi). בצורה נוזלית, המימן מקורר ל-253- מעלות צלזיוס כדי להמיר אותו למצב נוזלי, ולאחר מכן מאוחסן במיכלים מבודדים. בצורה מוצקה, מימן מאוחסן בתרכובות מתכת הידרידיות או בחומרים סופגים אחרים כגון מסגרות מתכת-אורגניות (MOFs), ננו-צינוריות פחמן וכו'.

לדברי דין, לכל שיטת אחסון יש יתרונות וחסרונות שונים. לכן, בחירת הטכנולוגיה תלויה במטרת השימוש, כגון לתחבורה, אחסון סטטי או יישומים ניידים, תוך התחשבות בגורמים כגון עלות, יעילות ובטיחות.

צוות ההערכה ציין כי אתגרים באחסון מימן דורשים טכנולוגיות מורכבות ויקרות כדי להבטיח בטיחות ויעילות. היעדר תשתית תומכת ויעילות כלכלית נמוכה הם מכשולים עיקריים ליישום נרחב של מימן כמקור אנרגיה נקי.

במחקר שלהם, חברי הצוות רצו ליצור התקן לאגירת מימן במצב מוצק מכיוון שטכנולוגיה זו בטוחה ופחות מועדת לשריפה או פיצוץ. טכנולוגיה זו מאפשרת אחסון קל יותר מכיוון שהיא אינה דורשת לחץ גבוה במיוחד או טמפרטורות נמוכות במיוחד כמו אחסון גז או גז נוזלי.

תיאורטית, המוצר של הקבוצה יכול לאגור חומרים, ולאחר התגובה, להניב תפוקה מקסימלית של 20.74 גרם של מימן בגז. לדברי דין, זוהי הערכה עקב מתקני מחקר מוגבלים וחוסר בציוד מיוחד, כך שהכמות בפועל טרם נקבעה.

הצוות מתכנן כלי לחץ ייעודיים בהתאם לתקנות ולתקנים הווייטנאמיים לכלי לחץ. במקרה של תקריות בלתי צפויות במהלך הפעולה, מערכת החימום העקיפה מכבה לחלוטין את מקור החום, ומחזירה את הציוד למצבו הרגיל כדי להבטיח את הבטיחות.

ד"ר בוי ואן הונג, מרצה בפקולטה להנדסת מכונות, אוניברסיטת החינוך הטכני - אוניברסיטת דא נאנג, העריך כי קבוצת המחקר נמצאת רק בשלב של מציאת חומרי אחסון מתאימים המסוגלים לספוג ולשחרר מימן. הקבוצה בנתה גם מודל סימולציה של הקיבולת והתנאים לאחסון דלק זה.

הוא העריך שכמות המימן במוצר של הקבוצה, המוערכת בכ-20 גרם, שווה ערך לכ-0.66 קוט"ש, היא נמוכה למדי. רמת אנרגיה זו מתאימה למכשירים קטנים או לניסויים, אך אינה מספיקה להפעלת כלי רכב כמו מכוניות או ציוד תעשייתי למשך תקופות ממושכות.

כדי להגדיל את כמות המימן המאוחסן, ד"ר הונג הציע שהקבוצה תחפש סגסוגות או חומרים המסוגלים לספוג יותר מימן מבלי להגדיל משמעותית את מסת החומר. עם זאת, חומרים מסוימים בעלי צפיפות אחסון מימן גבוהה דורשים תנאים וסביבות שבהם מעברי פאזה בין טעינה לפריקה קשים יותר להתרחש. הוא מאמין שעל סמך מחקר זה, הקבוצה צריכה לערוך ניסויים נוספים עם חומרים שקשה לעבור בין פאזות בעתיד.

לפי קניין רוחני וחדשנות

מקור: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/da-nang-sinh-vien-tao-ra-thiet-luu-tru-hydrogen/20241022085643255