Sekumpulan pelajar dari Da Nang menggunakan bahan hidrida logam dan teknik pemanasan yang melibatkan pengecasan dan penyahcasan hidrogen untuk mencipta peranti yang menyimpan lebih 20g hidrogen gas.
Kajian ini telah dijalankan oleh Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam dan Mai Duc Hung dari Jabatan Kejuruteraan Automotif, Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Teknologi dan Pendidikan – Universiti Da Nang, bermula pada Oktober 2023. Produk ini memberi tumpuan kepada teknologi penyimpanan tenaga hidrogen keadaan pepejal, yang boleh digunakan dalam sistem pengurusan tenaga dan pengangkutan hijau.
Produk ini direka bentuk dengan dua bahagian utama: tangki simpanan hidrogen dan komponen tambahan, dan sistem kawalan pintar. Prinsip operasi tangki adalah berdasarkan tindak balas antara logam magnesium dalam tangki dan hidrogen untuk menghasilkan magnesium hidrida (MgH₂). Apabila dipanaskan hingga 250-350°C, pengecasan hidrogen berlaku di bawah tekanan melebihi 1 bar. Sebaliknya, pembebasan hidrogen berlaku apabila tekanan berada di bawah 1 bar.
Dengan sistem pintar yang terdiri daripada mikropengawal dan sensor yang memantau dan mengawal suhu dan tekanan, ini memastikan operasi yang cekap dan selamat semasa peralihan fasa sebatian penyimpanan hidrogen.
Menurut ketua pasukan Vo Du Dinh, terdapat tiga teknologi untuk menyimpan hidrogen pada masa ini: gas termampat, gas cecair dan pepejal. Dalam bentuk gas termampat, hidrogen disimpan dalam tangki bertekanan tinggi, dari 350 hingga 700 bar (5,000-10,000 psi). Dalam bentuk cecair, hidrogen disejukkan hingga -253°C untuk menukarkannya kepada keadaan cecair, kemudian disimpan dalam tangki bertebat. Dalam bentuk pepejal, hidrogen disimpan dalam sebatian hidrida logam atau bahan penyerap lain seperti rangka logam-organik (MOF), nanotube karbon, dsb.
Menurut Dinh, setiap kaedah penyimpanan mempunyai kelebihan dan kekurangan yang berbeza. Oleh itu, pilihan teknologi bergantung pada tujuan penggunaan, seperti untuk pengangkutan, penyimpanan statik atau aplikasi mudah alih, dengan mengambil kira faktor seperti kos, kecekapan dan keselamatan.
Pasukan penilai menyatakan bahawa cabaran dalam penyimpanan hidrogen memerlukan teknologi yang kompleks dan berkos tinggi untuk memastikan keselamatan dan kecekapan. Kekurangan infrastruktur sokongan dan kecekapan ekonomi yang rendah merupakan halangan utama kepada penggunaan hidrogen secara meluas sebagai sumber tenaga bersih.
Dalam kajian mereka, ahli pasukan ingin mencipta peranti penyimpanan hidrogen keadaan pepejal kerana teknologi ini selamat dan kurang terdedah kepada kebakaran atau letupan. Teknologi ini membolehkan penyimpanan yang lebih mudah kerana ia tidak memerlukan tekanan yang sangat tinggi atau suhu yang sangat rendah seperti penyimpanan gas atau gas cecair.
Secara teorinya, hasil kumpulan tersebut boleh menyimpan bahan dan, selepas tindak balas, menghasilkan output maksimum 20.74g hidrogen gas. Menurut Dinh, ini adalah anggaran disebabkan oleh kemudahan penyelidikan yang terhad dan kekurangan beberapa peralatan khusus, jadi kuantiti sebenar masih belum ditentukan.
Pasukan ini mereka bentuk bekas tekanan khusus mengikut peraturan dan piawaian Vietnam untuk bekas tekanan. Sekiranya berlaku insiden yang tidak dijangka semasa operasi, sistem pemanasan tidak langsung akan mematikan sepenuhnya sumber haba, mengembalikan peralatan ke keadaan normalnya untuk memastikan keselamatan.
Dr. Bui Van Hung, pensyarah di Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Pendidikan Teknikal - Universiti Da Nang, menilai bahawa kumpulan penyelidikan itu hanya dalam peringkat mencari bahan penyimpanan yang sesuai yang mampu menyerap dan melepaskan hidrogen. Kumpulan itu juga membina model simulasi kapasiti dan keadaan untuk menyimpan bahan api ini.
Beliau menilai bahawa jumlah hidrogen dalam produk kumpulan itu, yang dianggarkan sekitar 20g, bersamaan dengan kira-kira 0.66 kWh, adalah agak rendah. Tahap tenaga ini sesuai untuk peranti kecil atau eksperimen, tetapi tidak mencukupi untuk menggerakkan kenderaan seperti kereta atau peralatan industri untuk tempoh yang lama.
Untuk meningkatkan jumlah hidrogen yang disimpan, Dr. Hung mencadangkan agar kumpulan itu mencari aloi atau bahan yang mampu menyerap lebih banyak hidrogen tanpa meningkatkan jisim bahan dengan ketara. Walau bagaimanapun, sesetengah bahan dengan ketumpatan penyimpanan hidrogen yang tinggi memerlukan keadaan dan persekitaran di mana peralihan fasa antara pengecasan dan penyahcasan lebih sukar berlaku. Beliau percaya bahawa, berdasarkan kajian ini, kumpulan itu perlu menjalankan eksperimen selanjutnya dengan bahan yang sukar untuk dialihkan antara fasa pada masa hadapan.
Menurut Harta Intelek dan Inovasi
Komen (0)