Da Nang: Studenten ontwikkelen een apparaat voor waterstofopslag.

Een groep studenten uit Da Nang heeft metaalhydridematerialen en een verwarmingstechniek met waterstofopname en -afgifte gebruikt om een ​​apparaat te maken 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 van de afdeling Autotechniek, Faculteit Werktuigbouwkunde, Universiteit voor Technologie en Onderwijs – Da Nang Universiteit, en begon in oktober 2023. Het product richt zich op solid-state waterstofenergieopslagtechnologie, toepasbaar in energiebeheersystemen en groen transport.

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

Dankzij een intelligent systeem met microcontrollers en sensoren die de temperatuur en druk bewaken en regelen, wordt een efficiënte en veilige werking tijdens de faseovergang van de waterstofopslagverbinding gegarandeerd.

Volgens teamleider Vo Du Dinh zijn er momenteel drie technologieën voor de opslag van waterstof: gecomprimeerd gas, vloeibaar gas en vaste vorm. In gecomprimeerde gasvorm wordt waterstof opgeslagen in hogedruktanks met een druk van 350 tot 700 bar (5.000-10.000 psi). In vloeibare vorm wordt waterstof afgekoeld tot -253 °C om het vloeibaar te maken en vervolgens opgeslagen in geïsoleerde tanks. In vaste vorm wordt waterstof opgeslagen in metaalhydrideverbindingen of andere absorberende materialen zoals metaal-organische raamwerken (MOF's), koolstofnanobuisjes, enzovoort.

Volgens Dinh heeft elke opslagmethode verschillende voor- en nadelen. De keuze voor een bepaalde technologie hangt daarom af van het beoogde gebruik, zoals transport, statische opslag of mobiele toepassingen, waarbij factoren als kosten, efficiëntie en veiligheid in acht worden genomen.

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

In hun onderzoek wilden de teamleden een solid-state waterstofopslagapparaat ontwikkelen, omdat deze technologie veilig is en minder gevoelig voor brand of explosie. 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 gezien kan het product van de groep materialen opslaan en na de reactie maximaal 20,74 gram gasvormige waterstof opleveren. Volgens Dinh is dit een schatting vanwege beperkte onderzoeksfaciliteiten en het ontbreken van bepaalde gespecialiseerde apparatuur, waardoor de werkelijke hoeveelheid nog niet is vastgesteld.

Het team ontwerpt gespecialiseerde drukvaten in overeenstemming met de Vietnamese regelgeving en normen voor drukvaten. In geval van onvoorziene incidenten tijdens bedrijf schakelt het indirecte verwarmingssysteem de warmtebron volledig uit, waardoor de apparatuur terugkeert naar de normale werking en de veiligheid wordt gewaarborgd.

Dr. Bui Van Hung, docent aan de faculteit Werktuigbouwkunde van de Technische Universiteit van Da Nang, schatte in dat de onderzoeksgroep zich nog in de fase bevindt van het vinden van geschikte opslagmaterialen die waterstof kunnen absorberen en afgeven. De groep heeft ook een simulatiemodel ontwikkeld voor de capaciteit en de omstandigheden waaronder deze brandstof kan worden opgeslagen.

Hij schatte dat de hoeveelheid waterstof in het product van de groep, geschat op ongeveer 20 gram, 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 gedurende langere tijd van stroom te voorzien.

Om de hoeveelheid opgeslagen waterstof te vergroten, stelde dr. Hung voor dat de groep zou zoeken naar legeringen of materialen die meer waterstof kunnen absorberen zonder dat de massa van het materiaal significant toeneemt. Sommige materialen met een hoge waterstofopslagdichtheid vereisen echter omstandigheden en omgevingen waarin faseovergangen tussen laden en ontladen moeilijker plaatsvinden. Hij is van mening dat de groep, op basis van dit onderzoek, in de toekomst verder onderzoek moet doen met materialen waarbij faseovergangen moeilijk zijn.

Volgens Intellectueel Eigendom en Innovatie

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