Co to jest zbiornik wodoru?
Zbiornik wodoru to kanister służący do przechowywania sprężonego wodoru. Zbiorniki wodoru typu IV są integralną częścią pojazdów napędzanych wodorem. Takie pojazdy można tankować na stacjach wodorowych. Sprężony wodór jest wykorzystywany jako alternatywne źródło paliwa dla ropy naftowej i innych paliw kopalnych. To sprawiło, że magazynowanie gazu jest ważną częścią rozwoju technologii.
Wodór może być przechowywany w postaci gazowej i płynnej. Naukowcy mają nadzieję wykorzystać ciekły wodór jako źródło paliwa do eksploracji kosmosu. Problem z magazynowaniem ciekłego wodoru polega na tym, że ma on temperaturę wrzenia -423,188 stopni Fahrenheita (-252,882 stopni Celsjusza). Aby utrzymać płynność, wodór musi być przechowywany w ekstremalnie niskich temperaturach. Wymaga to kriogeniki, zużywa duże ilości energii i jest kosztowne w produkcji.
Przechowywanie gazowego wodoru jest znacznie łatwiejsze. Zbiornik wodoru magazynuje sprężony wodór pod ciśnieniem. Pojazd wymaga sprężenia wodoru pod ciśnieniem 350 i 700 barów lub 5000 i 10000 psi. Bar to metryczna miara ciśnienia oparta na standardowym ciśnieniu atmosferycznym stwierdzonym na poziomie morza. PSI jest skrótem od funta na cal kwadratowy i jest miarą imperialną opartą na nacisku wywieranym przez jeden funt wagi na jeden cal kwadratowy.
Istnieją cztery podstawowe typy zbiorników wodoru. Różnią się pod względem tego, z czego są wykonane i z jakimi presjami mogą sobie poradzić. Zwykle używają metali takich jak wodorek magnezu lub wodorek glinowo-sodowy. Kilka rodzajów jest mieszanych z kompozytami lub, w przypadku modelu IV, wszystkie są złożone w kompilacji.
Zbiornik wodoru typu I to zbiornik metalowy. Odmiana aluminium ma ciśnienie robocze 175 barów lub 2538 psi. Odmiana stali działa pod ciśnieniem 200 barów lub 2900 psi.
Zbiorniki typu II są wykonane z metalu otoczonego cylindrem z filamentem. Zbiornik aluminiowo-szklany działa przy ciśnieniu 263 barów lub 3814 psi. Zbiornik stalowo-węglowy ma ciśnienie robocze 299 barów lub 4,336 psi.
Materiały kompozytowe otaczające metalową wkładkę tworzą typ III. Kompozyty są wykonane z materiałów takich jak aramid i włókno szklane. Model z włókna szklanego ma normalne ciśnienie 305 barów, czyli 4423 psi, podczas gdy wersja z aramidem pracuje przy ciśnieniu 438 barów, czyli 6,352 psi.
Zbiornik wodoru typu IV jest formowanym rotacyjnie zbiornikiem wykonanym z materiałów kompozytowych, takich jak włókno węglowe, z wkładką polimerową. Mają ciśnienie robocze 661 barów lub 9 586 psi. Typ IV najczęściej występuje w pojazdach takich jak samochody i ciężarówki do przechowywania wodoru.
Wszystkie zbiorniki wodoru wymagają szeroko zakrojonych testów, aby upewnić się, że są bezpieczne w użyciu. Zbiornik wodoru jest testowany na cztery sposoby. Test biustu wykorzystuje dwukrotnie normalne ciśnienie robocze, aby sprawdzić, kiedy zbiornik się otworzy, a test próbny ciśnienia pozwoli sprawdzić, jak zbiornik radzi sobie z 1,5-krotnością normalnego ciśnienia. Zbiornik jest również testowany długoterminowo pod kątem zmęczenia i wycieków.