คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนคืออะไร?

คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อบีบอัดก๊าซไฮโดรเจนสำหรับการจัดเก็บ ความหนาแน่นต่ำของไฮโดรเจนทำให้มันเป็นสื่อที่ท้าทายในการจัดเก็บโดยต้องใช้แรงกดของถังสูงมากระหว่าง 5,000 ถึง 10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์โดยทั่วไปจะเป็นแบบลูกสูบซึ่งมีไดอะแฟรมแบบลูกสูบ / โลหะและโรเตอร์ แม้ว่าการออกแบบเหล่านี้ล้วนเป็นเครื่องสูบน้ำที่มีประจุบวก แต่ก็มีเครื่องอัดไฮโดรเจนอื่น ๆ อีกหลายชนิดเช่น hydride และ electrochemical ซึ่งไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่เลย อย่างไรก็ตามการออกแบบคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนส่วนใหญ่นั้นมีความสามารถในการรับแรงดันสูงโดยมีแรงกดดันการส่งมอบเฉลี่ยมากกว่า 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว

ไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์จรวดมานานแล้วและเมื่อไม่นานมานี้มีการตรวจสอบข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มข้นเพื่อเป็นทางเลือกขนาดใหญ่สำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล แอปพลิเคชันทั้งหมดเหล่านี้ต้องการให้ไฮโดรเจนถูกเก็บไว้ภายใต้ความดันสูงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 5,000 ถึง 10,000 PSI นี่เป็นสาเหตุส่วนหนึ่งจากความหนาแน่นต่ำของก๊าซไฮโดรเจนที่ความดันบรรยากาศ ที่ความดันต่ำเหล่านี้ก๊าซไฮโดรเจนหนึ่งกรัมจะมีปริมาตรเกือบ 3 แกลลอน (11 ลิตร) ซึ่งต้องการให้ก๊าซถูกบีบอัดอย่างเข้มข้นหากต้องการเก็บไว้ หน่วยคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนจะใช้ในการบีบอัดก๊าซให้เกิดแรงกดดันมหาศาลบ่อยครั้งเกิน 15,000 PSI เพื่อที่จะสามารถเก็บไว้ในปริมาณที่สามารถใช้ได้

มีการใช้คอมเพรสเซอร์หลายประเภทในการบีบอัดไฮโดรเจน ที่พบบ่อยคือลูกสูบหรือโลหะชนิดไดอะแฟรม คอมเพรสเซอร์เหล่านี้กำลังตอบสนองเครื่องกำจัดแบบบวกซึ่งทำงานโดยการดักก๊าซในปริมาณเล็กน้อยในพื้นที่ปิดล้อมลดปริมาตรด้วยการกำจัดจากนั้นปล่อยก๊าซอัดลงในถังพักหรือถังเก็บ รอบนี้ซ้ำอย่างต่อเนื่องจนกว่าถังจะถึงความจุสูงสุด คอมเพรสเซอร์ลูกสูบประเภทหนึ่งใช้ลูกสูบสามตัวเพื่อให้ได้สิ่งนี้ แรงจูงใจลูกสูบที่ขับเคลื่อนโดยอากาศอัดหรือของเหลวไฮดรอลิกและลูกสูบของคอมเพรสเซอร์ซึ่งบีบอัดก๊าซ ลูกสูบของคอมเพรสเซอร์ติดอยู่กับลูกสูบที่เคลื่อนที่ผ่านก้านสูบคู่หนึ่งซึ่งให้การเคลื่อนไหวที่เชื่อมโยงที่จำเป็น

คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนอีกประเภทหนึ่งคือคอมเพรสเซอร์โรเตอร์นำทาง คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนชนิดนี้ใช้ใบพัดที่ห้อยเป็นตุ้มซึ่งติดตั้งอยู่บนเพลาประหลาดที่หมุนในห้องที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ในหลักการคล้ายกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหมุนคอมเพรสเซอร์ประเภทนี้อาศัยการกระจัดของก๊าซภายในห้องโดยโรเตอร์ lobes เพื่อให้ได้ค่าการบีบอัด คอมเพรสเซอร์มีปริมาตรต่ำหลายประเภทโดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเช่นคอมเพรสเซอร์ไฮไดรด์ที่ใช้ในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่มีความดันต่ำ คอมเพรสเซอร์เหล่านี้ใช้คุณสมบัติปฏิกิริยาความร้อนของไฮไดรด์ร้อนเพื่อผลิตไฮโดรเจนที่มีความดันต่ำ

สถานที่จัดเก็บไฮโดรเจนสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะใช้ปั๊มดิสเพลสเมนต์แบบเชิงบวก ในบางกรณีคอมเพรสเซอร์เหล่านี้มีความสามารถในการผลิตเอาต์พุตเกิน 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้วและบางส่วนส่งถึง 30,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ค่าเหล่านี้หมายความว่าความดันถังเฉลี่ย 10,000 PSI ที่ใช้โดยศูนย์วิจัยรถยนต์สีเขียวส่วนใหญ่สามารถทำได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ