Co je to vodíkový kompresor?
Vodíkový kompresor je zařízení určené speciálně ke stlačování plynného vodíku pro skladování. Vzhledem k nízké hustotě vodíku je náročné skladovat v tom, že vyžaduje extrémně vysoké tlaky v nádrži mezi 5 000 a 10 000 liber na čtvereční palec (PSI). Komerční vodíkové kompresory jsou obecně pístové typy, z nichž nejčastější jsou vedené varianty píst / kovová membrána a rotory. Ačkoli jsou tyto konstrukce v podstatě pozitivními objemovými čerpadly, existuje několik dalších vodíkových kompresorů, jako jsou hydridové a elektrochemické typy, které nemají žádné pohyblivé části. Většina konstrukcí vodíkových kompresorů se však vyznačuje vysokými schopnostmi výstupního tlaku s průměrným dodávacím tlakem vyšším než 15 000 PSI.
Vodík je již dlouho palivovou součástí raketových motorů a nedávno byl předmětem intenzivního vědeckého zkoumání jako potenciální alternativy fosilních paliv ve velkém měřítku. Všechny tyto aplikace vyžadují, aby byl vodík skladován pod vysokým tlakem, obvykle v rozmezí 5 000 až 10 000 PSI. To je částečně způsobeno nízkou hustotou plynného vodíku při atmosférickém tlaku. Při těchto nízkých tlacích má gram plynného vodíku objem téměř 3 galony (11 litrů), což vyžaduje, aby byl plyn intenzivně stlačen, pokud má být životaschopně skladován. Vodíkové kompresorové jednotky se používají ke stlačování plynu na obrovské tlaky, často vyšší než 15 000 PSI, takže může být uložen v použitelném množství.
Ke kompresi vodíku se používá několik různých typů kompresorů; mezi více obyčejné jsou pístové nebo kovové membránové typy. Tyto kompresory jsou pístové stroje s pozitivním vytlačováním, které fungují zachycením malého množství plynu v uzavřeném prostoru, snížením jeho objemu přemístěním, a poté uvolněním stlačeného plynu do udržovací nebo skladovací nádrže. Tento cyklus se opakuje nepřetržitě, dokud nádrž nedosáhne své maximální kapacity. Jeden typ pístového kompresoru používá k dosažení tohoto cíle tři písty; hnací píst poháněný stlačeným vzduchem nebo hydraulickou tekutinou a pár kompresorových pístů, které stlačují plyn. Písty kompresoru jsou k hnacímu pístu připevněny pomocí dvojice spojovacích tyčí, které zajišťují potřebný spojený pohyb.
Dalším běžným typem vodíkových kompresorů je řízený rotorový kompresor. Tento typ vodíkového kompresoru využívá lalokový rotor namontovaný na excentrickém hřídeli, který se otáčí ve speciálně navržené komoře. Podobně jako u rotačních motorů s vnitřním spalováním se tento typ kompresoru spoléhá na přemísťování plynu uvnitř komory laloky rotoru, aby se dosáhlo jeho kompresních hodnot. Existuje několik typů nízkoobjemových kompresorů bez pohyblivých částí, jako je hydridový kompresor používaný k výrobě malého množství stlačeného plynného vodíku pro laboratorní použití. Tyto kompresory používají vlastnosti tepelné reakce zahřátého hydridu k výrobě malého množství vodíku pod tlakem.
Většina průmyslových zařízení na skladování vodíku používá k vytlačování zásob vodíku tlaková čerpadla. V některých případech jsou tyto kompresory schopné produkovat výstupy vyšší než 15 000 PSI a některé dodávají až 30 000 PSI. Tyto hodnoty znamenají, že průměrný tlak v nádrži 10 000 PSI používaný ve většině výzkumných zařízení pro zelené automobily lze rychle a efektivně dosáhnout.