Penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi

Penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi merujuk kepada pemampatan hidrogen di bawah keadaan tekanan tinggi dan menyimpan hidrogen berketumpatan tinggi yang dimampatkan dalam bekas tekanan tinggi, dengan itu mencapai penyimpanan yang berkesan dan pelepasan hidrogen atas permintaan.

Teknologi penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi ialah cara yang cekap untuk menyimpan dan mengangkut hidrogen. Prinsip kerjanya adalah untuk memampatkan hidrogen kepada keadaan tekanan tinggi melalui pemampat supaya ia boleh disimpan dengan selamat di dalam bekas. Proses ini boleh dimampatkan secara langsung pada tekanan tinggi sekali, atau strategi pemampatan langkah demi langkah boleh diguna pakai, yang boleh diselaraskan secara fleksibel mengikut keperluan sebenar.

Dalam keseluruhan proses penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi, pemampat menduduki kedudukan penting. Pada masa ini, pemampat boleh dibahagikan kepada pemampat diafragma dan pemampat yang dipacu cecair.

Pemampat diafragma adalah jenis yang biasa digunakan dalam simpanan hidrogen gas bertekanan tinggi. Ia menggunakan gerakan salingan diafragma untuk memampatkan gas. Semasa proses pemampatan hidrogen, pemampat perlu mempunyai output kuasa tinggi dan sistem penyejukan yang cekap. Kuasa tinggi memastikan kapasiti mampatan yang mencukupi, manakala sistem penyejukan yang cekap bertanggungjawab untuk mengeluarkan sejumlah besar haba yang terhasil semasa proses pemampatan tepat pada masanya untuk mengelakkan peralatan terlalu panas dan perubahan sifat hidrogen. Untuk strategi pemampatan langkah demi langkah, walaupun tekanan awal adalah rendah, sistem kawalan dan pemantauan yang tepat adalah penting untuk memastikan kestabilan dan keselamatan keseluruhan proses pemampatan.

Pemampat yang dipacu hidraulik ialah pemampat yang menggunakan minyak hidraulik sebagai medium pemacu. Prinsip kerja utamanya ialah menyediakan minyak hidraulik melalui pam hidraulik untuk menukar tekanan cecair kepada tenaga mekanikal, dengan itu memacu omboh di dalam pemampat untuk bertindak balas. Pemampat jenis ini terutamanya dibahagikan kepada pemampatan satu peringkat dan pemampatan dua peringkat, dan proses kerjanya termasuk sedutan gas dan pemampatan dan pelepasan.

Reka Bentuk dan Pembuatan

Reka bentuk pemampat lanjutan menggunakan bahan berprestasi tinggi dan proses pembuatan ketepatan untuk meningkatkan kecekapan dan kebolehpercayaan operasi. Bahan-bahan ini boleh menahan tekanan tinggi, suhu tinggi dan persekitaran kimia hidrogen yang unik untuk memastikan operasi stabil jangka panjang pemampat. Pada masa yang sama, pengoptimuman sistem penyejukan juga merupakan salah satu faktor utama dalam meningkatkan prestasi pemampat.

Sistem Pemantauan dan Kawalan

Semasa proses pemampatan dan peningkatan, satu siri penderia dan sistem kawalan digunakan untuk memantau parameter utama seperti tekanan, suhu dan aliran dalam masa nyata. Data ini bukan sahaja menyediakan maklum balas status sistem segera kepada pengendali, tetapi juga menyediakan sokongan data untuk mengoptimumkan proses pemampatan dan meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga. Melalui algoritma kawalan pintar, sistem secara automatik boleh melaraskan keadaan kerja pemampat untuk menyesuaikan diri dengan keperluan penyimpanan hidrogen yang berbeza.

Reka bentuk bekas simpanan hidrogen

Sebagai unit simpanan akhir hidrogen, reka bentuk bekas simpanan hidrogen mesti mempertimbangkan sepenuhnya keselamatan, kestabilan dan ketahanan di bawah persekitaran tekanan tinggi. Bekas biasanya diperbuat daripada bahan logam berkekuatan tinggi atau bahan komposit, yang mempunyai kapasiti galas tekanan yang sangat baik dan prestasi pengedap yang baik, dan boleh mencegah kebocoran hidrogen dengan berkesan.

Selain itu, bekas simpanan hidrogen juga mesti menjalani ujian tekanan dan penilaian keselamatan yang ketat untuk memastikan keselamatan dan kebolehpercayaannya di bawah pelbagai keadaan kerja. Jenis peralatan penyimpanan hidrogen gas tekanan tinggi Teknologi penyimpanan hidrogen gas tekanan tinggi biasanya menggunakan tangki simpanan hidrogen sebagai bekas. Botol simpanan hidrogen diperlukan dalam penyediaan, pengangkutan, penyimpanan di stesen pengisian bahan bakar hidrogen, dan penyimpanan hidrogen gas tekanan tinggi di atas kapal.

Pada masa ini, botol simpanan hidrogen boleh dibahagikan kepada lima jenis: I~V: Botol Jenis I (botol aloi keluli atau aluminium, tiada penggulungan gentian); Botol Jenis II (botol keluli, sebahagiannya dibalut dengan penggulungan gentian); Botol jenis III (pelapis aloi aluminium atau aluminium, dibalut dengan gentian); Botol jenis IV (pelapik plastik komposit, dibalut dengan gentian); Botol jenis V (tiada gentian pelapik botol yang dibalut sepenuhnya)

Kelebihan simpanan hidrogen gas bertekanan tinggi

1. Ketumpatan penyimpanan hidrogen yang lebih tinggi Walaupun ketumpatan isipadu jisim penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi adalah lebih kecil daripada kaedah penyimpanan hidrogen lain, ia boleh meningkatkan ketumpatan hidrogen per unit isipadu dengan meningkatkan tekanan, dengan itu meningkatkan kecekapan penyimpanan hidrogen.

2. Kelajuan pengecasan dan penyahcasan hidrogen yang lebih pantas Penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi mempunyai kelajuan pengecasan dan penyahcasan hidrogen yang lebih pantas, yang bermaksud ia boleh menambah hidrogen dengan cepat, yang sangat bermanfaat untuk kegunaan harian kenderaan sel bahan api.

3. Penggunaan tenaga yang lebih rendah Berbanding dengan penyimpanan hidrogen cecair, simpanan hidrogen gas bertekanan tinggi mempunyai penggunaan tenaga yang lebih rendah kerana ia tidak perlu menyejukkan hidrogen ke suhu yang sangat rendah, yang mengurangkan penggunaan tenaga dan kos operasi ke tahap tertentu.

4. Kebolehsuaian suhu yang luas Penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi boleh berfungsi pada suhu bilik, malah boleh beroperasi secara normal dalam persekitaran suhu rendah berpuluh-puluh darjah di bawah sifar, yang menjadikannya stabil dalam pelbagai keadaan iklim.

5. Kurang terjejas oleh persekitaran kerja Berbanding dengan kaedah penyimpanan hidrogen lain, penyimpanan hidrogen gas bertekanan tinggi kurang terjejas oleh persekitaran kerja, yang menjadikannya lebih sesuai untuk digunakan dalam senario aplikasi yang berbeza.