ดานัง: นักศึกษาสร้างอุปกรณ์กักเก็บไฮโดรเจน

กลุ่มนักศึกษา จากดานัง ใช้โลหะไฮไดรด์และเทคนิคการให้ความร้อนเพื่อดำเนินกระบวนการชาร์จและปล่อยไฮโดรเจน ส่งผลให้ได้อุปกรณ์ที่สามารถกักเก็บไฮโดรเจนในรูปก๊าซได้มากกว่า 20 กรัม

งานวิจัยนี้ดำเนินการโดย Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam และ Mai Duc Hung จากภาควิชาช่างยนต์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคนิคดานัง ตั้งแต่เดือนตุลาคม พ.ศ. 2566 ผลิตภัณฑ์นี้มุ่งเป้าไปที่เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานไฮโดรเจนแข็ง นำไปใช้ในระบบการจัดการพลังงานและการขนส่งสีเขียว

ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการออกแบบด้วยสองส่วนหลัก ได้แก่ ถังไฮโดรเจนพร้อมส่วนประกอบเสริม และระบบควบคุมอัจฉริยะ หลักการทำงานของถังขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมในถังและไฮโดรเจนเพื่อสร้างสารประกอบแมกนีเซียมไฮไดรด์ (MgH₂) เมื่อให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 250-350°C ไฮโดรเจนจะถูกชาร์จภายใต้สภาวะความดันสูงกว่า 1 บาร์ ในทางกลับกัน ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อความดันต่ำกว่า 1 บาร์

ด้วยระบบอัจฉริยะที่ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์ที่คอยตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิและความดัน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยในช่วงการเปลี่ยนสถานะสารประกอบกักเก็บไฮโดรเจน

หัวหน้าทีม Vo Du Dinh ระบุว่า ปัจจุบันมีเทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจนอยู่ 3 รูปแบบ ได้แก่ ก๊าซอัด ก๊าซเหลว และของแข็ง ไฮโดรเจนในรูปแบบก๊าซอัดจะถูกเก็บไว้ในถังแรงดันสูงที่มีแรงดันตั้งแต่ 350 ถึง 700 บาร์ (5,000-10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ส่วนไฮโดรเจนในรูปแบบของเหลวจะถูกทำให้เย็นลงถึง -253°C เพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว จากนั้นจะถูกเก็บไว้ในถังที่มีฉนวนหุ้ม ส่วนไฮโดรเจนในรูปแบบของแข็งจะถูกเก็บไว้ในสารประกอบโลหะไฮไดรด์หรือวัสดุดูดซับอื่นๆ เช่น โครงสร้างโลหะอินทรีย์ (MOF) ท่อนาโนคาร์บอน เป็นต้น

ดินห์กล่าวว่าวิธีการจัดเก็บข้อมูลแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเลือกใช้เทคโนโลยีจึงขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน เช่น การขนส่ง การจัดเก็บแบบคงที่ หรือการใช้งานบนมือถือ ซึ่งต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านต้นทุน ประสิทธิภาพ และความปลอดภัยด้วย

ทีมประเมินกล่าวว่าความท้าทายในการกักเก็บไฮโดรเจนจำเป็นต้องอาศัยเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและมีต้นทุนสูงเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพ การขาดโครงสร้างพื้นฐานสนับสนุนและประสิทธิภาพ ทางเศรษฐกิจ ที่ต่ำเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการนำไฮโดรเจนไปใช้เป็นแหล่งพลังงานสะอาดอย่างแพร่หลาย

ในการวิจัยของทีม สมาชิกต้องการสร้างอุปกรณ์สำหรับจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของแข็ง เนื่องจากเทคโนโลยีนี้มีความปลอดภัยและมีโอกาสระเบิดน้อยกว่า เทคโนโลยีนี้ช่วยให้จัดเก็บได้ง่ายขึ้น เพราะไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันสูงหรืออุณหภูมิต่ำมาก เช่น การจัดเก็บก๊าซหรือก๊าซเหลว

ในทางทฤษฎี ผลิตภัณฑ์ของกลุ่มนี้สามารถกักเก็บวัสดุได้ และหลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น จะผลิตก๊าซไฮโดรเจนได้สูงสุดถึง 20.74 กรัม ดินห์กล่าวว่า นี่เป็นตัวเลขประมาณการเนื่องจากข้อจำกัดด้านสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยและการขาดแคลนอุปกรณ์เฉพาะทาง ดังนั้นจึงยังไม่สามารถระบุมวลที่แท้จริงได้

กลุ่มนี้ออกแบบถังเฉพาะทางตามมาตรฐานและข้อบังคับของเวียดนามเกี่ยวกับภาชนะรับแรงดัน เมื่อเกิดปัญหาที่ไม่คาดคิดขณะอุปกรณ์กำลังทำงาน ระบบทำความร้อนทางอ้อมจะตัดแหล่งความร้อนทั้งหมดและกลับสู่ สภาวะปกติ เพื่อความปลอดภัย

ดร. บุย วัน ฮุง อาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคนิคศึกษา มหาวิทยาลัยดานัง ประเมินว่างานวิจัยของกลุ่มฯ ยังอยู่ในขั้นตอนการค้นหาวัสดุกักเก็บที่เหมาะสมซึ่งสามารถดูดซับและปลดปล่อยไฮโดรเจนได้ นอกจากนี้ กลุ่มฯ ยังได้สร้างแบบจำลองจำลองความสามารถและสภาวะในการกักเก็บเชื้อเพลิงชนิดนี้อีกด้วย

เขาประเมินว่าปริมาณไฮโดรเจนในผลิตภัณฑ์ของกลุ่ม ซึ่งประเมินไว้ที่ประมาณ 20 กรัม หรือเทียบเท่าประมาณ 0.66 กิโลวัตต์ชั่วโมงนั้นค่อนข้างต่ำ ระดับพลังงานนี้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กหรือการทดลอง แต่ไม่เพียงพอต่อการใช้งานยานพาหนะ เช่น รถยนต์ หรืออุปกรณ์อุตสาหกรรมเป็นเวลานาน

เพื่อเพิ่มปริมาณไฮโดรเจนที่กักเก็บ ดร. หง แนะนำว่าทีมวิจัยควรค้นหาโลหะผสมหรือวัสดุที่สามารถดูดซับไฮโดรเจนได้มากขึ้นโดยไม่เพิ่มมวลของวัสดุมากเกินไป อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิดที่มีความหนาแน่นในการกักเก็บไฮโดรเจนสูงจำเป็นต้องมีเงื่อนไขและสภาพแวดล้อมที่ทำให้การเปลี่ยนสถานะระหว่างการชาร์จและการคายประจุทำได้ยากขึ้น เขากล่าวว่าจากการวิจัยนี้ ทีมวิจัยจำเป็นต้องทำการทดสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุที่เปลี่ยนสถานะได้ยากในอนาคตอันใกล้

ตามทรัพย์สินทางปัญญาและนวัตกรรม

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