Che cos'è un serbatoio di idrogeno?

Un serbatoio di idrogeno è un contenitore utilizzato per immagazzinare idrogeno compresso. I serbatoi di idrogeno di tipo IV sono parte integrante dei veicoli a idrogeno. Tali veicoli possono essere riforniti di carburante nelle stazioni di idrogeno. L'idrogeno compresso viene utilizzato come fonte di combustibile alternativa al petrolio e ad altri combustibili fossili. Ciò ha reso lo stoccaggio del gas una parte importante dello sviluppo della tecnologia.

L'idrogeno può essere immagazzinato in forma gassosa e liquida. Gli scienziati sperano di utilizzare l'idrogeno liquido come fonte di combustibile per l'esplorazione dello spazio. Il problema con la conservazione dell'idrogeno liquido è che ha un punto di ebollizione di -423.188 gradi Fahrenheit (-252.882 gradi Celsius). Per mantenerlo liquido, l'idrogeno deve essere immagazzinato in condizioni estremamente fredde. Ciò richiede criogenia, utilizza grandi quantità di energia ed è costoso da produrre.

La conservazione dell'idrogeno gassoso è molto più semplice. Un serbatoio di idrogeno funziona immagazzinando idrogeno compresso sotto pressione. Un veicolo richiede che l'idrogeno sia compresso a 350 e 700 bar o 5.000 e 10.000 psi. Bar è una misura metrica della pressione basata sulla pressione atmosferica standard rilevata a livello del mare. Il PSI è l'abbreviazione di libbra per pollice quadrato ed è una misura imperiale basata sulla quantità di pressione esercitata da una libbra di peso su un pollice quadrato.

Esistono quattro tipi base di serbatoio di idrogeno. Si differenziano per ciò di cui sono fatti e per quali pressioni possono affrontare. Tendono ad usare metalli come l'idruro di magnesio o l'idruro di alluminio e sodio. Diversi tipi sono mescolati con compositi o, nel caso del modello IV, sono tutti compositi in costruzione.

Il serbatoio dell'idrogeno di tipo I è un serbatoio metallico. La varietà di alluminio ha una pressione di esercizio di 175 bar o 2.538 psi. La varietà di acciaio funziona a 200 bar o 2.900 psi.

I serbatoi di tipo II sono realizzati in metallo circondato da un cilindro a filamento. Il serbatoio in alluminio-vetro funziona a 263 bar o 3,814 psi. Il serbatoio in acciaio al carbonio ha una pressione di esercizio di 299 bar, o 4.336 psi.

I materiali compositi che circondano un rivestimento metallico compongono il tipo III. I compositi sono realizzati con materiali come aramide e fibra di vetro. Il modello in fibra di vetro ha una pressione normale di 305 bar, o 4.423 psi, mentre la versione aramidica funziona a 438 bar, o 6.352 psi.

Un serbatoio di idrogeno di tipo IV è un serbatoio a stampo rotante realizzato con materiali compositi come la fibra di carbonio con un rivestimento polimerico. Hanno una pressione di esercizio di 661 bar, o 9.586 psi. Il tipo IV si trova più comunemente in veicoli come automobili e camion di stoccaggio dell'idrogeno.

Tutti i serbatoi di idrogeno richiedono test approfonditi per garantire che siano sicuri per l'uso. Il serbatoio dell'idrogeno è testato in quattro modi. Il test del busto utilizza il doppio della normale pressione di esercizio per vedere quando il serbatoio si aprirà, mentre il test della pressione di prova esaminerà come il serbatoio riesce a superare 1,5 volte la pressione normale. Il serbatoio è testato a lungo termine per fatica e perdite.