水素タンクとは？

水素タンクは、圧縮水素を貯蔵するために使用されるキャニスターです。 タイプIV水素タンクは、水素自動車の不可欠な部分です。 このような車両は、水素ステーションで燃料を補給できます。 圧縮水素は、石油やその他の化石燃料の代替燃料源として使用されています。 これにより、ガス貯蔵は技術開発の重要な部分となっています。

水素は気体および液体の形で保存できます。 科学者は、宇宙探査の燃料源として液体水素を使用したいと考えています。 液体水素の貯蔵に伴う問題は、華氏-423.188度（摂氏-252.882度）の沸点を持つことです。 液体を保つためには、水素は極寒の状態で保管する必要があります。 これには極低温が必要であり、大量のエネルギーを使用し、生産に費用がかかります。

気体水素の貯蔵ははるかに簡単です。 水素タンクは、圧縮された水素を圧力下で貯蔵することにより機能します。 車両は、350および700 barまたは5,000および10,000 psiで水素を圧縮する必要があります。 バーは、海面で見られる標準大気圧に基づく圧力の測定基準です。 PSIは1平方インチあたりのポンドの略で、1平方インチで1ポンドの重量が及ぼす圧力の量に基づいた帝国の尺度です。

水素タンクには4つの基本的なタイプがあります。 彼らは何で作られているか、どのようなプレッシャーに対処できるかという点で異なります。 彼らは、水素化マグネシウムや水素化アルミニウムナトリウムなどの金属を使用する傾向があります。 いくつかのタイプがコンポジットと混合されているか、IVモデルの場合はすべてビルドでコンポジットです。

タイプI水素タンクは金属タンクです。 アルミニウム製品の使用圧力は175 bar、つまり2,538 psiです。 鋼種は200 bar、つまり2,900 psiで機能します。

タイプIIタンクは、フィラメントシリンダーで囲まれた金属で作られています。 アルミニウムガラスタンクは、263 bar、つまり3,814 psiで動作します。 スチールカーボンタンクの作動圧力は299 bar、つまり4,336 psiです。

金属ライナーを囲む複合材料は、タイプIIIを構成します。 複合材料は、アラミドやグラスファイバーなどの材料で作られています。 グラスファイバーモデルの標準圧力は305 bar（4,423 psi）ですが、アラミドバージョンは438 bar（6,352 psi）で動作します。

タイプIV水素タンクは、ポリマーライナー付きの炭素繊維などの複合材料で作られた回転成形タンクです。 動作圧力は661 bar、つまり9,586 psiです。 タイプIVは、自動車や水素貯蔵トラックなどの車両に最もよく見られます。

すべての水素タンクは、安全に使用できることを確認するために広範なテストが必要です。 水素タンクは4つの方法でテストされます。 バストテストでは、通常の2倍の圧力を使用して、タンクがいつ開くかを確認し、耐圧テストでは、タンクが通常の1.5倍の圧力にどのように対処するかを調べます。 タンクは疲労と漏れについても長期間テストされています。