Da Nang: Pelajar mencipta peranti penyimpanan hidrogen

Sekumpulan pelajar dari Da Nang menggunakan bahan hidrida logam dan teknik pemanasan untuk menjalankan proses pengecasan dan nyahcas hidrogen, mencipta peranti yang boleh menyimpan lebih daripada 20g hidrogen gas.

Penyelidikan telah dijalankan oleh Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam dan Mai Duc Hung, Jabatan Mekanik Automotif, Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Pendidikan Teknikal - Universiti Danang dari Oktober 2023. Produk ini bertujuan untuk teknologi penyimpanan tenaga hidrogen pepejal, yang digunakan dalam sistem pengurusan tenaga dan pengangkutan hijau.

Produk ini direka dengan dua bahagian utama: tangki hidrogen dengan komponen tambahan dan sistem kawalan pintar. Prinsip operasi tangki adalah berdasarkan tindak balas antara logam magnesium dalam tangki dan hidrogen untuk menghasilkan sebatian Magnesium Hidrida (MgH₂). Apabila dipanaskan pada 250-350°C, pengecasan hidrogen berlaku di bawah keadaan tekanan melebihi 1 bar. Sebaliknya, pelepasan hidrogen berlaku apabila tekanan berada di bawah 1 bar.

Dengan sistem pintar termasuk mikropengawal dan penderia yang memantau dan mengawal suhu dan tekanan. Ini memastikan sistem beroperasi dengan cekap dan selamat semasa peralihan fasa sebatian simpanan hidrogen.

Menurut ketua pasukan Vo Du Dinh, kini terdapat tiga teknologi penyimpanan hidrogen dalam bentuk gas termampat, gas cecair dan pepejal. Dalam bentuk gas termampat, hidrogen disimpan dalam tangki tekanan tinggi, dari 350 hingga 700 bar (5,000-10,000 psi). Dalam bentuk cecair, hidrogen disejukkan kepada -253°C untuk bertukar menjadi keadaan cecair, kemudian disimpan dalam tangki terlindung. Dalam bentuk pepejal, hidrogen disimpan dalam sebatian hidrida logam atau bahan penyerap lain seperti rangka kerja logam-organik (MOF), tiub nano karbon, dll.

Menurut Dinh, setiap kaedah penyimpanan mempunyai kelebihan dan kekurangan yang berbeza. Oleh itu, pilihan teknologi bergantung kepada tujuan penggunaan seperti pengangkutan, storan statik atau aplikasi mudah alih... di mana faktor kos, prestasi dan keselamatan diambil kira.

Pasukan penilaian berkata cabaran dalam penyimpanan hidrogen memerlukan teknologi yang kompleks dan kos tinggi untuk memastikan keselamatan dan kecekapan. Kekurangan infrastruktur sokongan dan kecekapan ekonomi yang rendah merupakan halangan utama kepada penggunaan meluas hidrogen sebagai sumber tenaga bersih.

Dalam penyelidikan pasukan, ahli ingin mencipta peranti untuk menyimpan hidrogen dalam bentuk pepejal kerana teknologi ini selamat dan kurang berkemungkinan meletup. Teknologi ini membolehkan penyimpanan lebih mudah kerana ia tidak memerlukan tekanan yang sangat tinggi atau suhu yang sangat rendah seperti penyimpanan gas atau gas cecair.

Secara teorinya, produk kumpulan itu boleh menyimpan bahan, dan selepas tindak balas, ia akan menghasilkan output maksimum 20.74g hidrogen gas. Menurut Dinh, ini adalah anggaran kerana kemudahan penyelidikan yang terhad dan kekurangan peralatan khusus, jadi jisim sebenar masih belum ditentukan.

Kumpulan itu mereka bentuk kereta kebal khusus mengikut piawaian dan peraturan Vietnam mengenai kapal tekanan. Apabila masalah yang tidak dijangka berlaku semasa peranti beroperasi, sistem pemanasan tidak langsung akan memotong semua sumber haba dan kembali ke keadaan normal untuk memastikan keselamatan.

Dr Bui Van Hung, Pensyarah Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Pendidikan Teknikal - Universiti Da Nang, menilai bahawa penyelidikan kumpulan itu hanya pada peringkat mencari bahan simpanan yang sesuai yang boleh menyerap dan membebaskan hidrogen. Kumpulan itu juga membina model simulasi keupayaan dan keadaan untuk menyimpan bahan api ini.

Beliau menilai bahawa jumlah hidrogen dalam produk kumpulan itu, dianggarkan kira-kira 20g, bersamaan dengan kira-kira 0.66 kWj, adalah agak rendah. Tahap tenaga ini sesuai untuk peranti kecil atau eksperimen, tetapi tidak mencukupi untuk mengendalikan kenderaan seperti kereta atau peralatan industri untuk masa yang lama.

Untuk meningkatkan jumlah hidrogen yang disimpan, Dr. Hung mencadangkan bahawa pasukan itu harus mencari aloi atau bahan yang boleh menyerap lebih banyak hidrogen tanpa meningkatkan jisim bahan terlalu banyak. Walau bagaimanapun, sesetengah bahan dengan ketumpatan penyimpanan hidrogen yang tinggi memerlukan keadaan dan persekitaran yang menjadikan peralihan fasa antara pengecasan dan nyahcas lebih sukar. Beliau berkata, berdasarkan penyelidikan ini, pasukan itu perlu menjalankan lebih banyak ujian ke atas bahan yang sukar untuk fasa peralihan dalam masa terdekat.

Mengikut Harta Intelek dan Inovasi

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