Ano ang isang sistema ng imbakan ng hydrogen?

AngSistema ng imbakan ng hydrogenay isa sa tatlong pangunahing sangkap ng isang hydrogen refueling station (hydrogen storage system, compressor, at hydrogen refueling machine), ngunit ang aplikasyon ng sistema ng imbakan ng hydrogen ay hindi limitado sa mga istasyon ng hydrogen refueling. Samakatuwid, ang artikulong ito ay magpapalawak ng pananaw sa mga node ng imbakan ng hydrogen sa maraming mga link: imbakan pagkatapos ng paggawa ng hydrogen, imbakan pagkatapos ng transportasyon sa istasyon ng refueling ng hydrogen, at imbakan ng hydrogen na on-board. Ang iba't ibang mga node ay naglalagay din ng iba't ibang mga kinakailangan para sa mga lalagyan ng imbakan ng hydrogen.

Ano ang isang sistema ng imbakan ng hydrogen?

Ayon sa kahulugan ng laboratoryo ng Argonne sa Estados Unidos, ang sistema ng imbakan ng hydrogen ay maaaring nahahati sa ilang mga pangunahing sangkap: mga bote ng imbakan ng hydrogen, pinagsama -samang mga balbula ng bote, pinagsama -samang presyon ng regulate module, hydrogen refueling port, hydrogen storage controller, at pressure relief at hydrogen discharge na aparato para sa bawat bahagi.

Bote ng imbakan ng hydrogen

Ang mga bote ng imbakan ng hydrogen ay ang pinaka -mature na larangan ng komersyalisasyon ng mga sistema ng imbakan ng hydrogen, at isang malaking bilang ng mga kumpanya ang pumasok sa paggawa ng mga bote ng imbakan ng hydrogen. Ang teknolohiya ng mga bote ng imbakan ng hydrogen ay dumaan sa limang henerasyon ng mga iterasyon. Sa kasalukuyan, ang mga bote na V-type na walang panloob na liner at gawa lamang sa paikot-ikot na hibla ay nasa ilalim pa rin ng pananaliksik kapwa sa bahay at sa ibang bansa.

Ang mga high-pressure hydrogen storage cylinders na ginagamit ay pangunahing nahahati sa apat na uri: all-metal cylinders (type I), metal inner liner fiber hoop-wound cylinders (type II), metal inner liner fiber na ganap na nakabalot ng mga cylinders (type III), non-metallic inner liner fiber na ganap na nakabalot ng mga cylinders (type IV).

Ang apat na henerasyon ngMga bote ng imbakan ng hydrogenay kasalukuyang ginagamit. Ito ay dahil ang kanilang mga uri ng bote ng I at II ay angkop bilang mga lalagyan ng imbakan ng hydrogen para sa mga istasyon ng refueling ng hydrogen dahil sa kanilang mga katangian, at ang mga uri ng III at IV na bote ay mas angkop bilang mga lalagyan ng imbakan ng hydrogen na naka-mount, bawat isa ay may sariling paggamit.

Ang dahilan kung bakit ang mga istasyon ng hydrogen refueling at naka-mount na imbakan ng hydrogen ay gumagamit ng iba't ibang mga bote ng imbakan ng hydrogen ay, una sa lahat, dahil ang patlang ng transportasyon ay may mas mataas na mga kinakailangan para sa density ng pag-iimbak ng timbang ng hydrogen. Ang Type I at Type II ay may malaking weight-to-volume ratio, na mahirap matugunan ang mga kinakailangan sa density ng imbakan ng hydrogen ng mga hydrogen fuel cell na sasakyan. Pangalawa, ang proporsyon ng timbang sa sarili ng lalagyan ng imbakan ng hydrogen ay napakahalaga sa pagganap ng kapangyarihan ng sasakyan. Ang uri ng III at type IV bote ay may mga pakinabang ng mababang weight-to-volume ratio at mataas na density ng imbakan ng hydrogen bawat yunit ng masa dahil sa hibla na buong paikot-ikot na istraktura. Kasalukuyan silang ginagamit saHydrogen Fuel Cell Vehicles.

Ang istraktura ng bote ng imbakan ng hydrogen mula sa loob hanggang sa labas ay may kasamang lining material, transition layer, hibla na paikot -ikot na layer, panlabas na proteksiyon na layer, at buffer layer. Kunin ang uri ng IV hydrogen storage bote bilang isang halimbawa upang makita ang istrukturang komposisyon nito:

I -type ang bote ng imbakan ng hydrogen at type IV hydrogen storage bote liner

●

   ● liner: Ang kabuuang kapal ng pader ng bote ay mga 20 ~ 30mm. Ang panloob na layer sa direktang pakikipag -ugnay sa hydrogen ay ang gas hadlang layer, na halos 2 ~ 3mm makapal. Ang materyal ay PA6, PA612, PA11, HDPE, atbp, na gumaganap ng isang papel sa pagharang ng hydrogen.

● Gitnang layer:Ang isang medyo makapal na layer na lumalaban sa presyon, na gawa sa CFRP carbon fiber reinforced composite material, na binubuo ng carbon fiber at epoxy resin. Sa ilalim ng saligan ng pagtiyak ng antas ng paglaban ng presyon, ang kapal ng layer na ito ay nabawasan upang mapabuti ang kahusayan ng imbakan ng hydrogen.

● Layer ng ibabaw: Ang kapal ay tungkol sa 2 ~ 3mm, at ang materyal ay GFRP glass fiber reinforced composite material, na binubuo ng glass fiber at epoxy resin.

Ang dahilan kung bakit ang uri ng IV hydrogen storage bote ay mas angkop para sa on-board hydrogen storage ay binabago nila ang metal na materyal ng panloob na tangke, gumamit ng mga materyales na polimer bilang panloob na tangke, at gumamit ng mga materyales na composite ng carbon fiber bilang layer ng tindig. Ang ratio ng pag -iimbak ng hydrogen ay maaaring umabot ng higit sa 6%, at ang pinakamataas ay maaaring umabot sa 7%, kaya ang gastos ay maaaring mabawasan pa.

Komposisyon ng sistema ng imbakan ng hydrogen

Bagaman ang bote ng imbakan ng hydrogen ay ang core ng sistema ng imbakan ng hydrogen, ang sistema ng imbakan ng hydrogen ay maaari lamang ligtas na magamit sa tulong ng isang serye ng mga pantulong na sangkap.

Ang sistema ng imbakan ng hydrogen ng istasyon ng hydrogen refueling ay binubuo ng isang bote ng imbakan ng hydrogen, isang integrated balbula ng bote, isang pinagsama -samang presyon ng regulate module, isang hydrogen refueling port, isang controller ng sistema ng imbakan ng hydrogen, at mga aparato ng kaluwagan ng presyon at hydrogen na naglalabas ng iba't ibang mga bahagi.

Pinagsamang balbula ng bote

Ang pinagsamang balbula ng bote ay isang pangunahing bahagi upang matiyak ang kaligtasan ng bote ng imbakan ng hydrogen at ang makinis na paghahatid ng hydrogen. Binubuo rin ito ng maraming mga bahagi, lalo na, isang filter, isang daloy ng balbula ng daloy, isang aparato ng paglabas ng init at presyon, isang manu -manong balbula, isang balbula ng tseke bilang ang hydrogen refueling inlet, at isang serye ng mga sensor ng temperatura at presyon.

Ang pinagsamang module ng control control ay karaniwang nagsasama ng isang awtomatikong shut-off valve, isang manu-manong balbula ng vent (para sa pagpapanatili), isang regulator ng presyon, isang emergency pressure relief valve, at isang sensor ng presyon.

Ang pagganap ng sistema ng imbakan ng hydrogen ay maaaring masuri ng maraming mahahalagang mga parameter, kabilang ang kapasidad ng imbakan ng hydrogen, density ng pag-iimbak ng hydrogen storage, system hydrogen storage volume density, hydrogen storage cost bawat kilowatt-hour, singilin at paglabas ng buhay ng ikot ng siklo, at minimum na presyon ng transportasyon.

On-board hydrogen storage system 

Dahil sa iba't ibang mga sitwasyon ng aplikasyon, ang komposisyon ng on-board hydrogen storage system ay naiiba mula sa sistema ng imbakan ng hydrogen sa istasyon ng pagpuno ng hydrogen. Kasama sa istraktura nito: Ang bote ng imbakan ng hydrogen na may balbula ng bote, pipe ng supply ng hydrogen, port ng pagpuno ng hydrogen, high-pressure hydrogen pipeline, pressure sensor, one-way valve, pressure reducer, at hydrogen system truss.

70MPA fuel cell on-board Sistema ng imbakan ng hydrogen

Ang on-board hydrogen storage system ay nagpatibay ng anyo ng pag-stack na may mga trusses para sa pag-aayos. Ang bilang ng mga bote ay nag -iiba ayon sa kapangyarihan ng sasakyan at iba pang mga tagapagpahiwatig. Karamihan sa mga komersyal na sasakyan ay may 6 na bote, at ang mode ng paglalagay ay ang mga sumusunod:

Sa mga kotse ng pasahero, ang dalawang bote ng imbakan ng hydrogen ay pangunahing ginagamit:

Ang mga sasakyan ng cell ng hydrogen fuel na nilagyan ng dalawang uri ng IV hydrogen storage bote