Какво е система за съхранение на водород?

TheСистема за съхранение на водороде един от трите основни компонента на станция за зареждане на водород (система за съхранение на водород, компресор и машина за зареждане с водород), но прилагането на системата за съхранение на водород не се ограничава до станции за зареждане на водород. Следователно, тази статия ще разшири перспективата до възлите за съхранение на водород в множество връзки: съхранение след производство на водород, съхранение след транспортиране до станцията за зареждане на водород и на борда за съхранение на водород. Тези различни възли също излагат различни изисквания за контейнери за съхранение на водород.

Какво е система за съхранение на водород?

Според дефиницията на лабораторията на Аргон в Съединените щати системата за съхранение на водород може да бъде разделена на няколко основни компонента: бутилки за съхранение на водород, интегрирани клапани за бутилки, интегрирани модули за регулиране на налягането, пристанища за зареждане на водород, контролери за съхранение на водород и облекчаване на налягането и устройства за разряд на водород за всяка част.

Бутилка за съхранение на водород

Бутилките за съхранение на водород са най -зрелото поле за комерсиализация на системите за съхранение на водород, а голям брой компании са влезли в производството на бутилки за съхранение на водород. Технологията на бутилките за съхранение на водород премина през пет поколения повторения. Понастоящем бутилките от тип V-тип без вътрешна облицовка и само от намотка на влакна все още са под изследване както у дома, така и в чужбина.

Thehigh-pressure hydrogen storage cylinders put into use are mainly divided into four types: all-metal cylinders (Type I), metal inner liner fiber hoop-wound cylinders (Type II), metal inner liner fiber fully wrapped cylinders (Type III), non-metallic inner liner fiber fully wrapped cylinders (Type IV).

Четирите поколения наБутилки за съхранение на водородв момента са широко използвани. Това е така, защото техните бутилки от тип I и II са подходящи като контейнери за съхранение на водород за станции за зареждане на водород поради техните характеристики, а бутилките от тип III и IV са по-подходящи като монтирани на превозното средство контейнери за съхранение на водород, всеки със собствени приложения.

Причината, поради която водородни станции за зареждане на водородни и монтирани на превозни средства се използват различни бутилки за съхранение на водород, е на първо място, тъй като транспортното поле има по-високи изисквания за плътността на съхранението на теглото на водорода. Тип I и тип II имат голямо съотношение на тегло към обем, което е трудно да се отговори на изискванията за плътност на водорода на водородни горивни клетки. Второ, пропорцията на самостоятелно тегло на контейнера за съхранение на водород е много важна за ефективността на мощността на автомобила. Бутилките от тип III и тип IV имат предимствата на съотношението ниско тегло към обема и висока плътност на съхранение на водород на единица маса поради пълната структура на намотката. В момента те се използват широко впревозни средства с водородни горивни клетки.

Структурата на бутилката за съхранение на водород отвътре навън включва лигавичен материал, преходен слой, слой за намотка на влакна, външен защитен слой и буферен слой. Вземете бутилката за съхранение на водород тип IV като пример, за да видите неговия структурен състав:

Тип IV бутилка за съхранение на водород и лайнер за бутилка за съхранение на водород

●

   ● облицовка: Общата дебелина на стената на бутилката е около 20 ~ 30 мм. Най -вътрешният слой при директен контакт с водород е газовият бариерен слой, който е с дебелина около 2 ~ 3 мм. Материалът е PA6, PA612, PA11, HDPE и т.н., което играе роля за блокиране на водород.

● Среден слой:Сравнително дебел устойчив на налягане слой, изработен от композитен материал с въглеродни влакна CFRP, съставен от въглеродни влакна и епоксидна смола. При предпоставка за осигуряване на нивото на устойчивост на налягане, дебелината на този слой е сведена до минимум, за да се подобри ефективността на съхранение на водород.

● повърхностен слой: Дебелината е около 2 ~ 3 мм, а материалът е GFRP стъклено влакно, подсилен композитен материал, съставен от стъклени влакна и епоксидна смола.

Причината, поради която бутилките за съхранение на водород тип IV са по-подходящи за бордово съхранение на водород, е, че те променят металния материал на вътрешния резервоар, използват полимерни материали като вътрешен резервоар и използват композитни материали от въглеродни влакна като лагерен слой. Коефициентът на маса за съхранение на водород може да достигне повече от 6%, а най -високото може да достигне 7%, така че цената може да бъде допълнително намалена.

Състав на системата за съхранение на водород

Въпреки че бутилката за съхранение на водород е сърцевината на системата за съхранение на водород, системата за съхранение на водород може да бъде използвана само безопасно със съдействието на серия от спомагателни компоненти.

Системата за съхранение на водород на станцията за зареждане с водород се състои от бутилка за съхранение на водород, интегриран клапан за бутилки, интегриран модул за регулиране на налягането, пристанище за зареждане на водород, контролер на системата за съхранение на водород и устройства за облекчаване на налягането и устройства за разряд на водород в различни части.

Интегриран клапан за бутилки

Интегрираният клапан за бутилки е ключова част за гарантиране на безопасността на бутилката за съхранение на водород и плавното доставяне на водород. Той също така е съставен от множество части, а именно филтър, клапан за ограничен поток, устройство за освобождаване на топлина и налягане, ръчен клапан, контролен клапан като вход за зареждане на водород и серия от сензори за температура и налягане.

Интегрираният модул за управление на налягането обикновено включва автоматичен изключителен клапан, ръчен вентилационен клапан (за поддръжка), регулатор на налягането, клапан за намаляване на налягането и сензор за налягане.

Производителността на системата за съхранение на водород може да бъде оценена чрез няколко важни параметъра, включително капацитет за съхранение на водород, плътност на масата за съхранение на водород, плътност на обема на системата за съхранение на водород, разходи за съхранение на водород на киловатчасово време, живот на цикъла на зареждане и изхвърляне и минимално налягане на транспортиране.

На бордовата система за съхранение на водород 

Поради различни сценарии на приложение, съставът на бордовата система за съхранение на водород е различен от този на системата за съхранение на водород в станцията за пълнене на водород. Структурата му включва: бутилка за съхранение на водород с бутилка, тръба за захранване на водород, пристанище за запълване на водород, водороден тръбопровод с високо налягане, сензор за налягане, еднопосочен клапан, редуктор на налягането и водородна система.

70MPA Система за съхранение на водород

Системата за съхранение на водород на борда възприема формата на подреждане с ферми за фиксиране. Броят на бутилките варира в зависимост от мощността на превозното средство и други показатели. Повечето търговски превозни средства имат 6 бутилки, а режимът на разположение е както следва:

В пътническите автомобили се използват две бутилки за съхранение на водород главно:

Водородни горивни клетки, оборудвани с две бутилки за съхранение на водород тип IV