Da Nang: Studenten creëren waterstofopslagapparaat

Een groep studenten uit Da Nang gebruikte metaalhydridematerialen en verwarmingstechnieken om het waterstofoplaad- en -ontlaadproces uit te voeren. Daarmee creëerden ze een apparaat dat meer dan 20 gram gasvormige waterstof kan opslaan.

Het onderzoek werd uitgevoerd door Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam en Mai Duc Hung, afdeling Automechanica, faculteit Werktuigbouwkunde, Technische Universiteit van Danang, vanaf oktober 2023. Het product is gericht op technologie voor vaste waterstofenergieopslag, toegepast in energiebeheersystemen en groen transport.

Het product bestaat uit twee hoofdonderdelen: een waterstoftank met hulpcomponenten en een intelligent besturingssysteem. Het werkingsprincipe van de tank is gebaseerd op de reactie tussen magnesiummetaal in de tank en waterstof, waardoor magnesiumhydride (MgH₂) ontstaat. Bij verhitting tot 250-350 °C vindt waterstoflading plaats bij een druk boven 1 bar. Omgekeerd vindt waterstofafgifte plaats bij een druk onder 1 bar.

Met een slim systeem, inclusief microcontrollers en sensoren die temperatuur en druk bewaken en regelen, zorgt dit ervoor dat het systeem efficiënt en veilig werkt tijdens de faseovergang van de waterstofopslag.

Volgens teamleider Vo Du Dinh bestaan ​​er momenteel drie waterstofopslagtechnologieën: in de vorm van samengeperst gas, vloeibaar gas en vast. In de vorm van samengeperst gas wordt waterstof opgeslagen in hogedruktanks, van 350 tot 700 bar (5.000-10.000 psi). In vloeibare vorm wordt waterstof afgekoeld tot -253 °C om in een vloeibare toestand te komen en vervolgens opgeslagen in geïsoleerde tanks. In vaste vorm wordt waterstof opgeslagen in metaalhydrideverbindingen of andere absorberende materialen zoals metaalorganische roosters (MOF's), koolstofnanobuizen, enz.

Volgens Dinh heeft elke opslagmethode verschillende voor- en nadelen. De keuze van de technologie hangt daarom af van het gebruiksdoel, zoals transport, statische opslag of mobiele toepassingen... waarbij rekening wordt gehouden met kosten, prestaties en veiligheid.

Het beoordelingsteam stelde dat de uitdagingen op het gebied van waterstofopslag complexe, kostbare technologieën vereisen om veiligheid en efficiëntie te garanderen. Het gebrek aan ondersteunende infrastructuur en de lage economische efficiëntie vormen grote belemmeringen voor de brede toepassing van waterstof als schone energiebron.

In het onderzoek van het team wilden de leden een apparaat creëren om waterstof in vaste vorm op te slaan, omdat deze technologie veilig is en minder snel explodeert. Deze technologie maakt opslag eenvoudiger omdat er geen extreem hoge druk of extreem lage temperaturen nodig zijn, zoals bij de opslag van gas of vloeibaar gas.

Theoretisch kan het product van de groep materialen opslaan en na de reactie een maximale output van 20,74 g gasvormige waterstof produceren. Volgens Dinh is dit een schatting vanwege de beperkte onderzoeksfaciliteiten en het gebrek aan gespecialiseerde apparatuur, waardoor de werkelijke massa nog niet is vastgesteld.

De groep ontwerpt gespecialiseerde tanks volgens Vietnamese normen en voorschriften voor drukvaten. Wanneer er zich tijdens de werking van het apparaat onverwachte problemen voordoen, schakelt het indirecte verwarmingssysteem alle warmtebronnen uit en keert terug naar de normale toestand om de veiligheid te garanderen.

Dr. Bui Van Hung, docent aan de faculteit Werktuigbouwkunde van de Technische Universiteit van Da Nang, stelde vast dat het onderzoek van de groep zich nog in de fase bevindt van het vinden van geschikte opslagmaterialen die waterstof kunnen absorberen en afgeven. De groep bouwde ook een simulatiemodel van de mogelijkheden en omstandigheden om deze brandstof op te slaan.

Hij schatte in dat de hoeveelheid waterstof in het product van de groep, geschat op ongeveer 20 g, wat overeenkomt met ongeveer 0,66 kWh, vrij laag is. Dit energieniveau is geschikt voor kleine apparaten of experimenten, maar niet voldoende om voertuigen zoals auto's of industriële apparatuur langdurig te laten werken.

Om de hoeveelheid opgeslagen waterstof te vergroten, stelde Dr. Hung voor dat het team legeringen of materialen zou moeten vinden die meer waterstof kunnen absorberen zonder de massa van het materiaal te veel te vergroten. Sommige materialen met een hoge waterstofopslagdichtheid vereisen echter omstandigheden en omgevingen die de faseovergang tussen opladen en ontladen bemoeilijken. Hij zei dat het team, op basis van dit onderzoek, in de nabije toekomst meer tests moet uitvoeren met materialen die moeilijk van faseovergang kunnen veranderen.

Volgens Intellectueel Eigendom en Innovatie

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