Група студентів з Дананга використала матеріали на основі гідридів металів та методи нагрівання для здійснення процесу заряджання та розряджання водню, створивши пристрій, який може зберігати понад 20 г газоподібного водню.
Дослідження проводили Во Ду Дінь, Ле Ань Ван, Лам Дао Нхон, Нгуєн Хунг Там та Май Дик Хунг, кафедра автомобільної механіки, факультет машинобудування, Університет технічної освіти - Університет Дананг з жовтня 2023 року. Продукт спрямований на технологію накопичення енергії на твердому водні, що застосовується в системах управління енергією та зеленому транспорті.
Продукт розроблений з двох основних частин: водневого резервуара з допоміжними компонентами та інтелектуальної системи керування. Принцип роботи резервуара базується на реакції між металевим магнієм у резервуарі та воднем для утворення сполуки гідриду магнію (MgH₂). При нагріванні до 250-350°C заряджання воднем відбувається за тиску вище 1 бар. І навпаки, виділення водню відбувається, коли тиск нижче 1 бар.
Завдяки інтелектуальній системі, що включає мікроконтролери та датчики, які контролюють і контролюють температуру й тиск. Це забезпечує ефективну та безпечну роботу системи під час фазового переходу сполуки для зберігання водню.
За словами керівника групи Во Ду Діня, наразі існують три технології зберігання водню: у формі стисненого газу, зрідженого газу та твердого. У формі стисненого газу водень зберігається в резервуарах високого тиску, від 350 до 700 бар (5000-10 000 фунтів на квадратний дюйм). У рідкому вигляді водень охолоджують до -253°C, щоб перейти в рідкий стан, а потім зберігають в ізольованих резервуарах. У твердому вигляді водень зберігається в металгідридних сполуках або інших абсорбуючих матеріалах, таких як металоорганічні каркаси (MOF), вуглецеві нанотрубки тощо.
За словами Діня, кожен метод зберігання має різні переваги та недоліки. Тому вибір технології залежить від мети використання, наприклад, транспортування, статичне зберігання чи мобільні застосування... при цьому враховуються фактори вартості, продуктивності та безпеки.
Команда оцінювання заявила, що проблеми зі зберіганням водню вимагають складних, дорогих технологій для забезпечення безпеки та ефективності. Відсутність допоміжної інфраструктури та низька економічна ефективність є основними перешкодами для широкого застосування водню як чистого джерела енергії.
У дослідженні команди учасники хотіли створити пристрій для зберігання водню у твердому стані, оскільки ця технологія безпечна та менш схильна до вибуху. Ця технологія спрощує зберігання, оскільки не вимагає надзвичайно високого тиску або надзвичайно низьких температур, як для зберігання газу або зрідженого газу.
Теоретично, продукт цієї групи може зберігати матеріали, і після реакції він вироблятиме максимальний вихід 20,74 г газоподібного водню. За словами Діня, це приблизна кількість через обмежені дослідницькі можливості та брак спеціалізованого обладнання, тому фактична маса ще не визначена.
Група проектує спеціалізовані резервуари відповідно до в'єтнамських стандартів та правил щодо посудин під тиском. У разі виникнення непередбачених проблем під час роботи пристрою система непрямого нагріву відключає всі джерела тепла та повертається до нормального стану для забезпечення безпеки.
Доктор Буй Ван Хунг, викладач факультету машинобудування Університету технічної освіти – Університету Дананга, оцінив, що дослідження групи перебуває лише на стадії пошуку відповідних матеріалів для зберігання, які можуть поглинати та вивільняти водень. Група також створила симуляційну модель здатності та умов зберігання цього палива.
Він оцінив, що кількість водню в продукті групи, яка оцінюється приблизно в 20 г, що еквівалентно приблизно 0,66 кВт⋅год, є досить низькою. Такий рівень енергії підходить для невеликих пристроїв або експериментів, але недостатній для роботи транспортних засобів, таких як автомобілі чи промислове обладнання, протягом тривалого часу.
Щоб збільшити кількість накопиченого водню, доктор Хунг запропонував команді знайти сплави або матеріали, які можуть поглинати більше водню, не збільшуючи при цьому надмірно масу матеріалу. Однак деякі матеріали з високою щільністю накопичення водню потребують умов та середовищ, які ускладнюють фазовий перехід між зарядкою та розрядкою. Він сказав, що, виходячи з цього дослідження, команді необхідно провести більше випробувань матеріалів, які важко піддаються фазовому переходу, найближчим часом.
Згідно з документом «Інтелектуальна власність та інновації»
Коментар (0)