Actualmente, las tecnologías de almacenamiento de hidrógeno más comunes incluyen almacenamiento gaseoso de alta presión, almacenamiento criogénico de líquidos y almacenamiento en estado sólido. Entre estos, el almacenamiento gaseoso de alta presión se ha convertido en la tecnología más madura debido a su bajo costo, reabastecimiento de combustible rápido, bajo consumo de energía y estructura simple, lo que la convierte en la tecnología de almacenamiento de hidrógeno preferida.
Cuatro tipos de tanques de almacenamiento de hidrógeno:
Además de los tanques compuestos completos de tipo V emergentes sin revestimientos internos, cuatro tipos de tanques de almacenamiento de hidrógeno han ingresado al mercado:
1. TIPO TANTOS DE METAL I: estos tanques ofrecen mayor capacidad a presiones de trabajo que van de 17.5 a 20 MPa, con costos más bajos. Se utilizan en cantidades limitadas para CNC (gas natural comprimido) camiones y autobuses.
2. Tanques compuestos de metal de tipo II: estos tanques combinan revestimientos de metal (típicamente de acero) con materiales compuestos en la dirección de aro. Proporcionan una capacidad relativamente grande a presiones de trabajo entre 26 y 30 MPa, con costos moderados. Son ampliamente utilizados para aplicaciones de vehículos de GNC.
3. Tanks totalmente compuestos de tipo III: estos tanques cuentan con una capacidad menor a presiones de trabajo entre 30 y 70 MPa, con revestimientos de metal (acero/aluminio) y costos más altos. Encuentran aplicaciones en vehículos livianos de celdas de combustible de hidrógeno.
4. Tanques compuestos de plástico IV de tipo IV: estos tanques ofrecen una capacidad más pequeña a presiones de trabajo entre 30 y 70 MPa, con revestimientos de materiales como poliamida (PA6), polietileno de alta densidad (HDPE) y plásticos de poliéster (PET).
Ventajas de tanques de almacenamiento de hidrógeno tipo IV:
Actualmente, los tanques tipo IV se utilizan ampliamente en los mercados globales, mientras que los tanques tipo III aún dominan el mercado comercial de almacenamiento de hidrógeno.
Es bien sabido que cuando la presión de hidrógeno excede los 30 MPa, puede ocurrir un fragilidad de hidrógeno irreversible, lo que lleva a la corrosión del revestimiento de metal y dando como resultado grietas y fracturas. Esta situación puede conducir potencialmente a fugas de hidrógeno y una explosión posterior.
Además, el metal de aluminio y la fibra de carbono en la capa de devanado tienen una diferencia de potencial, lo que hace un contacto directo entre el revestimiento de aluminio y el devanado de fibra de carbono susceptible a la corrosión. Para evitar esto, los investigadores han agregado una capa de corrosión de descarga entre el revestimiento y la capa de devanado. Sin embargo, esto aumenta el peso total de los tanques de almacenamiento de hidrógeno, lo que aumenta las dificultades y costos logísticos.
Transporte seguro de hidrógeno: una prioridad:
En comparación con los tanques tipo III, los tanques de almacenamiento de hidrógeno tipo IV ofrecen ventajas significativas en términos de seguridad. En primer lugar, los tanques tipo IV utilizan revestimientos no metálicos compuestos de materiales compuestos como poliamida (PA6), polietileno de alta densidad (HDPE) y plásticos de poliéster (PET). La poliamida (PA6) ofrece una excelente resistencia a la tracción, resistencia al impacto y una alta temperatura de fusión (hasta 220 ℃). El polietileno de alta densidad (HDPE) exhibe una excelente resistencia al calor, resistencia al estrés ambiental, resistencia a la dureza y resistencia al impacto. Con el refuerzo de estos materiales compuestos de plástico, los tanques tipo IV demuestran una resistencia superior a la fragilidad de hidrógeno y la corrosión, lo que resulta en una vida útil prolongada y una mayor seguridad. En segundo lugar, la naturaleza liviana de los materiales compuestos de plástico reduce el peso de los tanques, lo que resulta en menores costos logísticos.
Conclusión:
La integración de materiales compuestos en tanques de almacenamiento de hidrógeno tipo IV representa un avance significativo para mejorar la seguridad y el rendimiento. La adopción de revestimientos no metálicos, como la poliamida (PA6), el polietileno de alta densidad (HDPE) y los plásticos de poliéster (PET), proporciona una mejor resistencia a la fragilidad de hidrógeno y la corrosión. Además, las características livianas de estos materiales compuestos de plástico contribuyen a un peso reducido y a menores costos logísticos. A medida que los tanques tipo IV obtienen un uso amplio en los mercados y los tanques tipo III siguen siendo dominantes, el desarrollo continuo de las tecnologías de almacenamiento de hidrógeno es crucial para realizar todo el potencial de hidrógeno como una fuente de energía limpia.
Tiempo de publicación: noviembre-17-2023