Da Nang: Studenter skapar vätgaslagringsenhet

En grupp studenter från Da Nang använde metallhydridmaterial och en uppvärmningsteknik som involverar laddning och urladdning av väte för att skapa en anordning som lagrar över 20 g gasformigt väte.

Forskningen genomfördes av Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam och Mai Duc Hung från institutionen för fordonsteknik, fakulteten för maskinteknik, University of Technology and Education – Da Nang University, med start i oktober 2023. Produkten fokuserar på lagringsteknik för vätgasenergi i fast tillstånd, tillämpbar i energihanteringssystem och gröna transporter.

Produkten är konstruerad med två huvuddelar: en vätgastank och hjälpkomponenter, samt ett intelligent styrsystem. Tankens funktionsprincip är baserad på reaktionen mellan magnesiummetallen i tanken och vätgas för att producera magnesiumhydrid (MgH₂). Vid uppvärmning till 250–350 °C sker vätgasladdning under ett tryck över 1 bar. Omvänt sker vätgasfrisättning när trycket är under 1 bar.

Med ett intelligent system bestående av mikrokontroller och sensorer som övervakar och styr temperatur och tryck säkerställer detta effektiv och säker drift under fasövergången av vätgaslagringsföreningen.

Enligt teamledaren Vo Du Dinh finns det för närvarande tre tekniker för att lagra väte: komprimerad gas, flytande gas och fast form. I komprimerad gasform lagras väte i högtryckstankar, från 350 till 700 bar (5 000–10 000 psi). I flytande form kyls väte ner till -253 °C för att omvandla det till flytande tillstånd, och lagras sedan i isolerade tankar. I fast form lagras väte i metallhydridföreningar eller andra absorberande material såsom metallorganiska ramverk (MOF), kolnanorör etc.

Enligt Dinh har varje lagringsmetod olika fördelar och nackdelar. Därför beror valet av teknik på användningssyftet, såsom transport, statisk lagring eller mobila applikationer, med hänsyn till faktorer som kostnad, effektivitet och säkerhet.

Bedömningsgruppen noterade att utmaningar inom vätgaslagring kräver komplex och kostsam teknik för att säkerställa säkerhet och effektivitet. Bristen på stödjande infrastruktur och låg ekonomisk effektivitet är stora hinder för en utbredd tillämpning av vätgas som en ren energikälla.

I sin forskning ville teammedlemmarna skapa en lagringsenhet för vätgas i fast tillstånd eftersom tekniken är säker och mindre benägen för brand eller explosion. Tekniken möjliggör enklare lagring eftersom den inte kräver extremt högt tryck eller extremt låga temperaturer som vid lagring av gas eller flytande gas.

Teoretiskt sett kan gruppens produkt lagra material och, efter reaktionen, ge en maximal produktion på 20,74 g gasformigt väte. Enligt Dinh är detta en uppskattning på grund av begränsade forskningsresurser och bristen på viss specialutrustning, så den faktiska mängden har ännu inte fastställts.

Teamet konstruerar specialiserade tryckkärl i enlighet med vietnamesiska föreskrifter och standarder för tryckkärl. Vid oförutsedda händelser under drift stänger det indirekta värmesystemet av värmekällan helt och återställer utrustningen till sitt normala tillstånd för att garantera säkerheten.

Dr. Bui Van Hung, föreläsare vid fakulteten för maskinteknik, University of Technical Education - Da Nang University, bedömde att forskargruppen bara är i det skede där de ska hitta lämpliga lagringsmaterial som kan absorbera och frigöra väte. Gruppen byggde också en simuleringsmodell av kapaciteten och förhållandena för att lagra detta bränsle.

Han bedömde att mängden väte i gruppens produkt, uppskattad till cirka 20 g, motsvarande cirka 0,66 kWh, är ganska låg. Denna energinivå är lämplig för små apparater eller experiment, men inte tillräcklig för att driva fordon som bilar eller industriell utrustning under längre perioder.

För att öka mängden lagrat väte föreslog Dr. Hung att gruppen skulle leta efter legeringar eller material som kan absorbera mer väte utan att öka materialets massa avsevärt. Vissa material med hög vätelagringstäthet kräver dock förhållanden och miljöer där fasövergångar mellan laddning och urladdning är svårare att ske. Han anser att gruppen, baserat på denna forskning, behöver genomföra ytterligare experiment med material som är svåra att övergå mellan faser i framtiden.

Enligt Immaterialrätt och Innovation

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