Atualmente, as tecnologias de armazenamento de hidrogênio mais comuns incluem armazenamento gasoso de alta pressão, armazenamento criogênico de líquidos e armazenamento em estado sólido. Entre estas, o armazenamento gasoso de alta pressão emergiu como a tecnologia mais madura devido ao seu baixo custo, rápido reabastecimento de hidrogénio, baixo consumo de energia e estrutura simples, tornando-a a tecnologia preferida de armazenamento de hidrogénio.
Quatro tipos de tanques de armazenamento de hidrogênio:
Além dos emergentes tanques totalmente compostos Tipo V sem revestimento interno, quatro tipos de tanques de armazenamento de hidrogênio entraram no mercado:
1. Tanques totalmente metálicos tipo I: Esses tanques oferecem maior capacidade em pressões de trabalho variando de 17,5 a 20 MPa, com custos mais baixos. Eles são usados em quantidades limitadas para caminhões e ônibus a GNV (gás natural comprimido).
2. Tanques compostos revestidos de metal Tipo II: Esses tanques combinam revestimentos metálicos (normalmente aço) com materiais compósitos enrolados em uma direção circular. Eles fornecem capacidade relativamente grande em pressões de trabalho entre 26 e 30 MPa, com custos moderados. Eles são amplamente utilizados para aplicações em veículos a GNV.
3. Tanques totalmente compostos Tipo III: Esses tanques apresentam menor capacidade em pressões de trabalho entre 30 e 70 MPa, com revestimentos metálicos (aço/alumínio) e custos mais elevados. Eles encontram aplicações em veículos leves com células de combustível de hidrogênio.
4. Tanques compostos revestidos de plástico Tipo 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 hidrogénio.
É bem conhecido que quando a pressão do hidrogênio excede 30 MPa, pode ocorrer fragilização irreversível por hidrogênio, levando à corrosão do revestimento metálico e resultando em rachaduras e fraturas. Esta situação pode potencialmente levar ao vazamento de hidrogênio e subsequente explosão.
Além disso, o metal alumínio e a fibra de carbono na camada do enrolamento apresentam uma diferença de potencial, tornando o 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 descarga entre o revestimento e a camada de enrolamento. No entanto, isto aumenta o peso total dos tanques de armazenamento de hidrogénio, aumentando as dificuldades e os custos logísticos.
Transporte seguro de hidrogênio: uma prioridade:
Em comparação com os tanques Tipo III, os tanques de armazenamento de hidrogénio 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°C). O polietileno de alta densidade (HDPE) apresenta excelente resistência ao calor, resistência à trinca por tensão ambiental, tenacidade e resistência ao impacto. Com o reforço desses materiais compósitos plásticos, os tanques Tipo IV demonstram resistência superior à fragilização e à corrosão por 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 compósitos em tanques de armazenamento de hidrogénio Tipo IV representa um avanço significativo no aumento da segurança e do desempenho. A adoção de revestimentos não metálicos, como poliamida (PA6), polietileno de alta densidade (HDPE) e plásticos de poliéster (PET), proporciona maior resistência à fragilização por hidrogênio e à corrosão. Além disso, as características leves destes materiais compósitos plásticos contribuem para reduzir o peso e diminuir os custos logísticos. À medida que os tanques do Tipo IV ganham ampla utilização nos mercados e os tanques do Tipo III permanecem dominantes, o desenvolvimento contínuo de tecnologias de armazenamento de hidrogénio é crucial para concretizar todo o potencial do hidrogénio como fonte de energia limpa.
Horário da postagem: 17 de novembro de 2023