Що таке система зберігання водню?

ЗСистема зберігання воднює одним із трьох основних компонентів станції заправки водню (система зберігання водню, компресор та машина для заправки водню), але застосування системи зберігання водню не обмежується станціями заправки водню. Тому ця стаття розширить перспективу до вузлів зберігання водню в декількох посиланнях: зберігання після виробництва водню, зберігання після транспортування до станції заправки водню та бортового зберігання водню. Ці різні вузли також висувають різні вимоги до контейнерів для зберігання водню.

Що таке система зберігання водню?

Відповідно до визначення лабораторії Аргонна в Сполучених Штатах, система зберігання водню може бути розділена на кілька основних компонентів: пляшки для зберігання водню, інтегровані клапани пляшок, інтегровані модулі, що регулюють тиск, порти заправки водню, контролери системи зберігання водню, а також прилади для звільнення тиску та пристрої водню для кожної частини.

Пляшка для зберігання водню

Пляшки для зберігання водню - це найбільш зріле поле комерціалізації систем зберігання водню, і велика кількість компаній увійшла до виробництва пляшок для зберігання водню. Технологія пляшок для зберігання водню пройшла через п’ять поколінь ітерацій. В даний час пляшки V-типу без внутрішнього лайнера і виготовлені лише з обмотки волокна, як і раніше досліджуються як вдома, так і за кордоном.

Циліндри зберігання водню високого тиску в основному розділені на чотири типи: циліндри цілосних металів (тип I), циліндри з волокна з волокна з металевим внутрішнім вкладишем (тип II), циліндри з повністю обгорнутих циліндрів, повних упакованих циліндрів (тип III).

Чотири поколінняПляшки для зберігання воднюв даний час широко використовуються. Це пояснюється тим, що їхні пляшки типу I та II підходять як контейнери для зберігання водню для станцій заправки водню через їх характеристики, а пляшки III та IV типу та IV є більш придатними як контейнери для зберігання водню, кожна з яких мають власне використання.

Причина, чому станції заправки водню та зберігання водню, встановлені на транспортному засобі, використовують різні пляшки для зберігання водню, є, перш за все, тому що транспортне поле має більш високі вимоги до щільності зберігання ваги водню. I та II типу мають велике співвідношення ваги до обсягу, що важко задовольнити вимоги до щільності зберігання водню транспортних засобів водневих паливних елементів. По-друге, частка само ваги контейнера для зберігання водню дуже важлива для потужностей транспортного засобу. Пляшки типу III та типу IV мають переваги співвідношення низької ваги до обсягу та високої щільності зберігання водню на одиницю маси за рахунок повноцінної структури волокна. В даний час вони широко використовуються вводневі транспортні засоби.

Структура пляшки для зберігання водню зсередини назовні включає матеріал підкладки, перехідний шар, шар волокна, зовнішній захисний шар та буферний шар. Візьміть пляшку для зберігання водню типу IV як приклад, щоб побачити її структурну композицію:

Пляшка для зберігання водню типу IV та підкладка для зберігання водню IV типу IV

●

   ● Вкладиш: Загальна товщина стінки пляшки становить близько 20 ~ 30 мм. Найпотаємніший шар у прямому контакті з воднем - це газовий бар'єр, який становить близько 2 ~ 3 мм. Матеріал - PA6, PA612, PA11, HDPE тощо, що відіграє роль у блокованні водню.

● Середній шар:Відносно товстий тиск, стійкий до тиску, виготовлений з армованого композитного матеріалу з вуглецевого волокна CFRP, що складається з вуглецевого волокна та епоксидної смоли. Під передумовою забезпечення рівня опору тиску товщина цього шару мінімізується для підвищення ефективності зберігання водню.

● поверхневий шар: Товщина становить приблизно 2 ~ 3 мм, а матеріал - композитний матеріал GFRP скловолокна, складений із скляного волокна та епоксидної смоли.

Причина, чому пляшки для зберігання водню типу IV більше підходять для бортового зберігання водню, полягає в тому, що вони змінюють металевий матеріал внутрішнього резервуара, використовують полімерні матеріали як внутрішній резервуар та використовують композитні матеріали з вуглецевого волокна як шар підшипника. Коефіцієнт маси зберігання водню може досягти більш ніж 6%, а найвищий може досягти 7%, тому вартість може бути додатково знижена.

Склад системи зберігання водню

Незважаючи на те, що пляшка для зберігання водню є ядром системи зберігання водню, систему зберігання водню можна безпечно застосовувати лише за сприяння ряду допоміжних компонентів.

Система зберігання водню станції заправки водню складається з пляшки для зберігання водню, інтегрованого клапана пляшки, інтегрованого модуля, що регулює тиск, порту заправки водню, контролера системи зберігання водню та пристроїв розряду водню різних частин.

Вбудований клапан пляшки

Інтегрований клапан пляшки є ключовою частиною для забезпечення безпеки пляшки для зберігання водню та плавної доставки водню. Він також складається з декількох деталей, а саме фільтра, межа потоку, пристрою вивільнення тепла та тиску, ручного клапана, зворотний клапан як вхід заправлення водню та ряд датчиків температури та тиску.

Інтегрований модуль управління тиском зазвичай включає автоматичний клапан відключення, ручний вентиляційний клапан (для технічного обслуговування), регулятор тиску, клапан злегшення тиску та датчик тиску.

Продуктивність системи зберігання водню може бути оцінена за кількома важливими параметрами, включаючи ємність зберігання водню, системну щільність маси зберігання водню, системну щільність об'єму зберігання водню, вартість зберігання водню за кіловат-годину, зарядку та розрядження циклу та мінімальний тиск транспортування.

Бортову систему зберігання водню 

Завдяки різним сценаріям застосування, склад бортової системи зберігання водню відрізняється від системи зберігання водню на станції наповнення водню. Її структура включає: пляшку для зберігання водню з пляшковим клапаном, подача водню, порт наповнення водню, трубопровід водню високого тиску, датчик тиску, односторонній клапан, редуктор тиску та воднева система.

Система зберігання водню 70 мпА

Система зберігання водню на борту приймає форму укладання ферм для фіксації. Кількість пляшок змінюється залежно від потужності транспортного засобу та інших показників. Більшість комерційних транспортних засобів мають 6 пляшок, а режим розміщення - це наступне:

У пасажирських автомобілях в основному використовуються дві пляшки для зберігання водню:

Транспортні засоби водневих паливних елементів, оснащені двома пляшками для зберігання водню типу IV