Что такое водородный бак?

Водородный бак - это канистра, используемая для хранения сжатого водорода. Водородные баки типа IV являются неотъемлемой частью водородных транспортных средств. Такие машины можно заправлять на водородных станциях. Сжатый водород используется в качестве альтернативного источника топлива для нефти и других ископаемых видов топлива. Это сделало хранение газа важной частью развития технологии.

Водород может храниться в газообразном и жидком виде. Ученые надеются использовать жидкий водород в качестве источника топлива для освоения космоса. Проблема с хранением жидкого водорода заключается в том, что он имеет температуру кипения -423,188 градусов по Фаренгейту (-252,882 градусов по Цельсию). Чтобы сохранить его жидким, водород должен храниться в очень холодных условиях. Это требует криогеники, использует большое количество энергии и является дорогостоящим в производстве.

Хранить газообразный водород намного проще. Водородный бак работает путем хранения сжатого водорода под давлением. Транспортное средство требует, чтобы водород был сжат при 350 и 700 бар или 5000 и 10000 фунтов на квадратный дюйм. Бар - это метрическая мера давления, основанная на стандартном атмосферном давлении на уровне моря. PSI является коротким для фунта на квадратный дюйм и является имперской мерой, основанной на количестве давления, оказываемого одним фунтом веса на один квадратный дюйм.

Существует четыре основных типа водородных баллонов. Они отличаются с точки зрения того, из чего они сделаны, и с каким давлением они могут справиться. Они склонны использовать металлы, такие как гидрид магния или натрийалюминийгидрид. Несколько типов смешаны с композитами или, в случае модели IV, все являются композитными в сборке.

Бак для водорода типа I представляет собой металлический бак. Разновидность алюминия имеет рабочее давление 175 бар или 2538 фунтов на квадратный дюйм. Стальной сорт работает при 200 бар или 2900 фунтов на квадратный дюйм.

Резервуары типа II изготавливаются из металла, окруженного нитью цилиндра. Алюминиево-стеклянный резервуар работает при 263 барах или 3814 фунтов на квадратный дюйм. Стальной углеродистый резервуар имеет рабочее давление 299 бар или 4336 фунтов на квадратный дюйм.

Композитные материалы, окружающие металлический вкладыш, составляют тип III. Композиты изготовлены из таких материалов, как арамид и стекловолокно. Модель из стекловолокна имеет нормальное давление 305 бар или 4,423 фунтов на квадратный дюйм, в то время как арамидная версия работает при 438 бар или 6,352 фунтов на квадратный дюйм.

Водородный резервуар типа IV - это резервуар с ротационным формованием, изготовленный из композитных материалов, таких как углеродное волокно, с полимерным вкладышем. Они имеют рабочее давление 661 бар или 9 586 фунтов на квадратный дюйм. Тип IV чаще всего встречается в транспортных средствах, таких как автомобили и грузовики для хранения водорода.

Все водородные резервуары требуют всесторонних испытаний, чтобы гарантировать, что они безопасны для использования. Водородный бак испытывается четырьмя способами. В испытании на разрыв используется вдвое больше нормального рабочего давления, чтобы увидеть, когда бак раскроется, в то время как в испытании на герметичность будет проверено, как бак справляется с 1,5-кратным нормальным давлением. Резервуар также проверен на усталость и утечки.