Da Nang'lı bir grup öğrenci, hidrojen yükleme ve boşaltma işlemini gerçekleştirmek için metal hidrit malzemeleri ve ısıtma tekniklerini kullanarak, 20 gramdan fazla gaz halinde hidrojen depolayabilen bir cihaz geliştirdi.
Araştırma, Ekim 2023'te Danang Teknik Eğitim Üniversitesi Makine Mühendisliği Fakültesi, Otomotiv Mekaniği Bölümü'nden Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam ve Mai Duc Hung tarafından yürütülmüştür. Ürün, enerji yönetim sistemleri ve yeşil ulaşımda uygulanan katı hidrojen enerjisi depolama teknolojisini hedeflemektedir.
Ürün, yardımcı bileşenlere sahip bir hidrojen tankı ve akıllı bir kontrol sistemi olmak üzere iki ana parçadan oluşmaktadır. Tankın çalışma prensibi, tanktaki magnezyum metali ile hidrojenin reaksiyona girerek Magnezyum Hidrit (MgH₂) bileşiği oluşturmasına dayanmaktadır. 250-350°C'ye ısıtıldığında, 1 bar'ın üzerindeki basınç koşullarında hidrojen şarjı gerçekleşir. Tersine, basınç 1 bar'ın altında olduğunda ise hidrojen salınımı gerçekleşir.
Sıcaklık ve basıncı izleyen ve kontrol eden mikrodenetleyiciler ve sensörler içeren akıllı bir sistemle, hidrojen depolama bileşiğinin faz geçişi sırasında sistemin verimli ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar.
Ekip lideri Vo Du Dinh'e göre, şu anda sıkıştırılmış gaz, sıvılaştırılmış gaz ve katı olmak üzere üç farklı hidrojen depolama teknolojisi mevcut. Sıkıştırılmış gaz formunda hidrojen, 350 ila 700 bar (5.000-10.000 psi) arasında değişen yüksek basınçlı tanklarda depolanıyor. Sıvı formunda hidrojen, -253°C'ye soğutularak sıvı hale getiriliyor ve ardından yalıtımlı tanklarda depolanıyor. Katı formunda ise hidrojen, metal hidrit bileşikleri veya metal-organik iskeletler (MOF'lar), karbon nanotüpler vb. gibi diğer emici malzemelerde depolanıyor.
Dinh'e göre her depolama yönteminin farklı avantajları ve dezavantajları vardır. Bu nedenle, teknoloji seçimi, maliyet, performans ve güvenlik faktörlerinin dikkate alındığı nakliye, statik depolama veya mobil uygulamalar gibi kullanım amacına bağlıdır.
Değerlendirme ekibi, hidrojen depolama alanındaki zorlukların, güvenlik ve verimliliği sağlamak için karmaşık ve yüksek maliyetli teknolojiler gerektirdiğini belirtti. Destekleyici altyapı eksikliği ve düşük ekonomik verimlilik, hidrojenin temiz bir enerji kaynağı olarak yaygın olarak uygulanmasının önündeki en büyük engellerdir.
Ekip üyeleri, araştırmalarında hidrojeni katı formda depolayacak bir cihaz geliştirmek istediler çünkü bu teknoloji güvenli ve patlama olasılığı daha düşük. Bu teknoloji, gaz veya sıvılaştırılmış gaz depolaması gibi aşırı yüksek basınç veya aşırı düşük sıcaklık gerektirmediği için daha kolay depolama imkanı sağlıyor.
Grubun ürünü teorik olarak malzeme depolayabiliyor ve reaksiyon sonrasında maksimum 20,74 g gaz halinde hidrojen üretecek. Dinh'e göre, bu rakam sınırlı araştırma olanakları ve özel ekipman eksikliği nedeniyle tahmini bir değer, dolayısıyla gerçek kütle henüz belirlenemedi.
Grup, Vietnam basınçlı kaplar standartlarına ve yönetmeliklerine uygun özel tanklar tasarlamaktadır. Cihaz çalışırken beklenmedik sorunlar meydana geldiğinde, dolaylı ısıtma sistemi tüm ısı kaynaklarını keserek güvenliği sağlamak için normal durumuna geri dönecektir.
Da Nang Teknik Eğitim Üniversitesi Makine Mühendisliği Fakültesi Öğretim Üyesi Dr. Bui Van Hung, grubun araştırmasının henüz hidrojeni emip salabilen uygun depolama malzemeleri bulma aşamasında olduğunu belirtti. Grup ayrıca, bu yakıtın depolanma kapasitesi ve koşullarının bir simülasyon modelini oluşturdu.
Grubun ürünündeki yaklaşık 20 gram olarak tahmin edilen hidrojen miktarının, yani yaklaşık 0,66 kWh'nin oldukça düşük olduğunu değerlendiren uzman, bu enerji seviyesinin küçük cihazlar veya deneyler için uygun olduğunu, ancak otomobil gibi araçları veya endüstriyel ekipmanları uzun süre çalıştırmak için yeterli olmadığını belirtti.
Dr. Hung, depolanan hidrojen miktarını artırmak için ekibin, malzemenin kütlesini çok fazla artırmadan daha fazla hidrojen emebilen alaşımlar veya malzemeler bulmasını önerdi. Ancak, yüksek hidrojen depolama yoğunluğuna sahip bazı malzemeler, şarj ve deşarj arasındaki faz geçişini zorlaştıran koşullar ve ortamlar gerektirir. Bu araştırmaya dayanarak, ekibin yakın gelecekte faz geçişi zor olan malzemeler üzerinde daha fazla test yapması gerektiğini söyledi.
Fikri Mülkiyet ve İnovasyona Göre
Yorum (0)