Da Nang: Diákok hidrogéntároló eszközt fejlesztettek ki

Egy da nang-i diákcsoport fémhidrid anyagokat és fűtési technikákat használt a hidrogén feltöltéséhez és kisütéséhez, így létrehozva egy olyan eszközt, amely több mint 20 g gáz halmazállapotú hidrogén tárolására képes.

A kutatást Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam és Mai Duc Hung végezte a Danangi Egyetem Műszaki Egyetem Gépészmérnöki Karának Gépjárműmechanika Tanszékén 2023 októberében. A termék célja a szilárd hidrogénenergia-tárolási technológia, amelyet energiagazdálkodási rendszerekben és zöld közlekedésben alkalmaznak.

A termék két fő részből áll: egy hidrogéntartályból segédkomponensekkel és egy intelligens vezérlőrendszerből. A tartály működési elve a tartályban lévő magnéziumfém és a hidrogén közötti reakción alapul, amely magnézium-hidrid (MgH₂) vegyületet hoz létre. 250-350°C-on hevítve a hidrogén feltöltődése 1 bar feletti nyomáson történik. Fordítva, hidrogénfelszabadulás történik, amikor a nyomás 1 bar alatt van.

Egy intelligens rendszerrel, amely mikrovezérlőket és érzékelőket tartalmaz, amelyek figyelik és szabályozzák a hőmérsékletet és a nyomást. Ez biztosítja a rendszer hatékony és biztonságos működését a hidrogéntároló vegyület fázisátalakulása során.

Vo Du Dinh, a csapat vezetője szerint jelenleg három hidrogéntárolási technológia létezik: sűrített gáz, cseppfolyósított gáz és szilárd halmazállapotú. Sűrített gáz formájában a hidrogént nagynyomású tartályokban tárolják, 350-700 bar (5000-10 000 psi) nyomáson. Folyékony formában a hidrogént -253°C-ra hűtik, hogy folyékony halmazállapotba kerüljön, majd szigetelt tartályokban tárolják. Szilárd formában a hidrogént fémhidrid vegyületekben vagy más abszorbens anyagokban, például fémorganikus vázakban (MOF), szén nanocsövekben stb. tárolják.

Dinh szerint minden tárolási módszernek más előnyei és hátrányai vannak. Ezért a technológia megválasztása a felhasználás céljától függ, például szállítás, statikus tárolás vagy mobil alkalmazások..., ahol a költségeket, a teljesítményt és a biztonsági tényezőket is figyelembe veszik.

Az értékelő csoport szerint a hidrogéntárolás kihívásai összetett, költséges technológiákat igényelnek a biztonság és a hatékonyság garantálása érdekében. A támogató infrastruktúra hiánya és az alacsony gazdasági hatékonyság a hidrogén, mint tiszta energiaforrás széles körű alkalmazásának fő akadálya.

A csapat kutatása során a tagok egy olyan eszközt szerettek volna létrehozni, amely szilárd formában képes tárolni a hidrogént, mivel ez a technológia biztonságos és kisebb a robbanásveszély. Ez a technológia megkönnyíti a tárolást, mivel nem igényel rendkívül magas nyomást vagy rendkívül alacsony hőmérsékletet, mint a gáz vagy a cseppfolyósított gáz tárolása.

Elméletileg a csoport terméke képes anyagok tárolására, és a reakció után maximálisan 20,74 g gáz halmazállapotú hidrogént fog termelni. Dinh szerint ez egy becsült szám a korlátozott kutatási lehetőségek és a speciális berendezések hiánya miatt, így a tényleges tömeget még nem határozták meg.

A csoport a nyomástartó edényekre vonatkozó vietnami szabványok és előírások szerint tervez speciális tartályokat. Amikor váratlan problémák merülnek fel a készülék működése közben, a közvetett fűtési rendszer lekapcsolja az összes hőforrást, és visszatér normál állapotába a biztonság garantálása érdekében.

Dr. Bui Van Hung, a Da Nangi Műszaki Egyetem Gépészmérnöki Karának előadója úgy értékelte, hogy a csoport kutatása még csak a hidrogén elnyelésére és felszabadítására alkalmas megfelelő tárolóanyagok keresésének szakaszában van. A csoport egy szimulációs modellt is készített az üzemanyag tárolásának képességéről és feltételeiről.

Úgy becsülte, hogy a csoport termékében található hidrogén mennyisége, amelyet körülbelül 20 g-ra becsülnek, ami körülbelül 0,66 kWh-nak felel meg, meglehetősen alacsony. Ez az energiaszint alkalmas kisebb eszközökhöz vagy kísérletekhez, de nem elegendő járművek, például autók vagy ipari berendezések hosszú távú működtetéséhez.

A tárolt hidrogén mennyiségének növelése érdekében Dr. Hung azt javasolta, hogy a csapat olyan ötvözeteket vagy anyagokat találjon, amelyek több hidrogént tudnak elnyelni anélkül, hogy az anyag tömege túlságosan megnőne. Egyes nagy hidrogéntárolási sűrűségű anyagok azonban olyan feltételeket és környezetet igényelnek, amelyek megnehezítik a töltés és a kisülés közötti fázisátmenetet. Elmondta, hogy e kutatás alapján a csapatnak a közeljövőben több tesztet kell végeznie a nehezen fázisátmeneten áteső anyagokon.

A Szellemi Tulajdon és Innováció szerint

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