Atualmente, as tecnologias de armazenamento de hidrogênio mais comuns incluem armazenamento gasoso de alta pressão, armazenamento líquido criogênico e armazenamento de estado sólido. Entre eles, o armazenamento gasoso de alta pressão emergiu como a tecnologia mais madura devido ao seu baixo custo, reabastecimento de hidrogênio rápido, baixo consumo de energia e estrutura simples, tornando-a a tecnologia de armazenamento de hidrogênio preferida.
Quatro tipos de tanques de armazenamento de hidrogênio:
Além dos tanques compostos completos do tipo V emergente sem revestimentos internos, quatro tipos de tanques de armazenamento de hidrogênio entraram no mercado:
1.TYPE I Tanques All-Metal: Esses tanques oferecem maior capacidade em pressões de trabalho que variam de 17,5 a 20 MPa, com custos mais baixos. Eles são usados em quantidades limitadas para caminhões e ônibus de GNV (gás natural comprimido).
2. Tanques compostos de metal do Type II: Esses tanques combinam revestimentos de metal (normalmente aço) com materiais compostos enrolados na direção de um arco. Eles fornecem capacidade relativamente grande nas pressões de trabalho entre 26 e 30 MPa, com custos moderados. Eles são amplamente utilizados para aplicações de veículos de GNV.
3.TYPE III Tanques todos os compostos: Esses tanques apresentam uma capacidade menor nas pressões de trabalho entre 30 e 70 MPa, com revestimentos de metal (aço/alumínio) e custos mais altos. Eles encontram aplicações em veículos leves de células de combustível de hidrogênio.
4. Tanques compostos de plástico com plástico IV: Esses tanques oferecem menor capacidade em pressões de trabalho entre 30 e 70 MPa, com revestimentos feitos de materiais como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET).
Vantagens dos tanques de armazenamento de hidrogênio tipo IV:
Atualmente, os tanques tipo IV são amplamente utilizados nos mercados globais, enquanto os tanques tipo III ainda dominam o mercado comercial de armazenamento de hidrogênio.
É sabido que, quando a pressão de hidrogênio excede 30 MPa, pode ocorrer fragilização irreversível de hidrogênio, levando à corrosão do revestimento de metal e resultando em rachaduras e fraturas. Essa situação pode potencialmente levar ao vazamento de hidrogênio e subsequente explosão.
Além disso, o metal de alumínio e a fibra de carbono na camada de enrolamento têm uma diferença de potencial, fazendo contato direto entre o revestimento de alumínio e o enrolamento de fibra de carbono suscetível à corrosão. Para evitar isso, os pesquisadores adicionaram uma camada de corrosão de alta entre o revestimento e a camada de enrolamento. No entanto, isso aumenta o peso geral dos tanques de armazenamento de hidrogênio, aumentando as dificuldades e custos logísticos.
Transporte seguro de hidrogênio: uma prioridade:
Comparados aos tanques tipo III, os tanques de armazenamento de hidrogênio tipo IV oferecem vantagens significativas em termos de segurança. Em primeiro lugar, os tanques tipo IV utilizam revestimentos não metálicos compostos de materiais compósitos, como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET). A poliamida (PA6) oferece excelente resistência à tração, resistência ao impacto e alta temperatura de fusão (até 220 ℃). O polietileno de alta densidade (HDPE) exibe excelente resistência ao calor, resistência ao estresse ambiental, tenacidade e resistência ao impacto. Com o reforço desses materiais compósitos plásticos, os tanques tipo IV demonstram resistência superior a fragilização e corrosão de hidrogênio, resultando em uma vida útil prolongada e maior segurança. Em segundo lugar, a natureza leve dos materiais compósitos plásticos reduz o peso dos tanques, resultando em custos logísticos mais baixos.
Conclusão:
A integração de materiais compostos nos tanques de armazenamento de hidrogênio tipo IV representa um avanço significativo no aumento da segurança e desempenho. A adoção de revestimentos não metálicos, como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET), fornece maior resistência a fragilização e corrosão de hidrogênio. Além disso, as características leves desses materiais compósitos plásticos contribuem para o peso reduzido e os custos logísticos mais baixos. Como os tanques tipo IV ganham amplo uso nos mercados e os tanques tipo III permanecem dominantes, o desenvolvimento contínuo das tecnologias de armazenamento de hidrogênio é crucial para realizar todo o potencial de hidrogênio como fonte de energia limpa.
Hora de postagem: novembro-17-2023