Egy da nang-i diákcsoport fémhidrid anyagokat és egy hidrogén töltését és kisütését magában foglaló fűtési technikát használt, hogy több mint 20 g gáz halmazállapotú hidrogént tároljon.
A kutatást Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam és Mai Duc Hung végezték a Da Nang Egyetem Műszaki és Oktatási Egyeteme Gépészmérnöki Karának Gépjárműmérnöki Tanszékén, 2023 októberében kezdődően. A termék a szilárdtest hidrogénenergia-tárolási technológiára összpontosít, amely energiagazdálkodási rendszerekben és zöld közlekedésben alkalmazható.
A termék két fő részből áll: egy hidrogéntároló tartályból és kiegészítő komponensekből, valamint egy intelligens vezérlőrendszerből. A tartály működési elve a tartályban lévő magnéziumfém és a hidrogén közötti reakción alapul, amelynek során magnézium-hidrid (MgH₂) keletkezik. 250-350°C-ra hevítve a hidrogén feltöltődése 1 bar feletti nyomáson történik. Fordítva, hidrogénfelszabadulás következik be, amikor a nyomás 1 bar alatt van.
Egy intelligens rendszer, amely mikrokontrollerekből és érzékelőkből áll, amelyek figyelik és szabályozzák a hőmérsékletet és a nyomást, biztosítja a hatékony és biztonságos működést a hidrogéntároló vegyület fázisátalakulása során.
Vo Du Dinh, a csapat vezetője szerint jelenleg három technológia létezik a hidrogén tárolására: 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 halmazállapotúvá váljon, 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 szállításról, statikus tárolásról vagy mobil alkalmazásokról, figyelembe véve olyan tényezőket, mint a költség, a hatékonyság és a biztonság.
Az értékelő csoport megjegyezte, hogy 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.
Kutatásuk során a csapat tagjai egy szilárdtest hidrogéntároló eszközt szerettek volna létrehozni, mivel ez a technológia biztonságos és kevésbé hajlamos a tűzre vagy robbanásra. Ez a technológia lehetővé teszi a könnyebb 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 hidrogén kibocsátására. Dinh szerint ez egy becslés a korlátozott kutatási lehetőségek és néhány speciális berendezés hiánya miatt, így a tényleges mennyiséget még nem határozták meg.
A csapat a vietnami nyomástartó edényekre vonatkozó előírásoknak és szabványoknak megfelelően tervez speciális nyomástartó edényeket. Üzem közbeni előre nem látható események esetén a közvetett fűtési rendszer teljesen leállítja a hőforrást, és a berendezést visszaállítja normál állapotába a biztonság garantálása érdekében.
Dr. Bui Van Hung, a Da Nang Egyetem Műszaki Egyetemének Gépészmérnöki Karának előadója úgy értékelte, hogy a kutatócsoport még csak a hidrogén elnyelésére és leadására alkalmas megfelelő tárolóanyagok keresésének szakaszában van. A csoport egy szimulációs modellt is készített az üzemanyag tárolásának kapacitásáról 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 hosszabb ideig történő működtetéséhez.
A tárolt hidrogén mennyiségének növelése érdekében Dr. Hung azt javasolta, hogy a csoport olyan ötvözeteket vagy anyagokat keressen, amelyek képesek több hidrogént elnyelni anélkül, hogy az anyag tömege jelentősen megnőne. Egyes nagy hidrogéntárolási sűrűségű anyagok azonban olyan körülményeket és környezetet igényelnek, ahol a töltés és a kisülés közötti fázisátmenetek nehezebben mennek végbe. Úgy véli, hogy e kutatás alapján a csoportnak további kísérleteket kell végeznie olyan anyagokkal, amelyek a jövőben nehezen tudnak fázisok között átalakulni.
A Szellemi Tulajdon és Innováció szerint
Hozzászólás (0)