Kas ir ūdeņraža tvertne?

Ūdeņraža tvertne ir tvertne, ko izmanto saspiesta ūdeņraža uzglabāšanai. IV tipa ūdeņraža tvertnes ir ar ūdeņradi darbināmu transportlīdzekļu neatņemama sastāvdaļa. Šādus transportlīdzekļus var uzpildīt ūdeņraža stacijās. Saspiestais ūdeņradis tiek izmantots kā alternatīvs degvielas avots naftai un citiem fosilajiem kurināmajiem. Tas ir padarījis gāzes uzglabāšanu par svarīgu tehnoloģiju attīstības sastāvdaļu.

Ūdeņradi var uzglabāt gāzveida un šķidrā veidā. Zinātnieki cer izmantot šķidro ūdeņradi kā degvielas avotu kosmosa izpētē. Šķidrā ūdeņraža uzglabāšanas problēma ir tā, ka tā viršanas temperatūra ir -423.188 grādi pēc Fārenheita (-252.882 grādi pēc Celsija). Lai tas būtu šķidrs, ūdeņradis ir jāuzglabā ārkārtīgi aukstos apstākļos. Tam nepieciešama kriogēnija, tiek patērēts liels enerģijas daudzums un to ražošana ir dārga.

Gāzveida ūdeņraža uzglabāšana ir daudz vienkāršāka. Ūdeņraža tvertne darbojas, uzglabājot saspiestu ūdeņradi zem spiediena. Transportlīdzeklim ir nepieciešams ūdeņradis saspiest pie 350 un 700 bāriem vai 5,000 un 10,000 XNUMX psi. Bārs ir metrisks spiediena mērs, kura pamatā ir standarta atmosfēras spiediens jūras līmenī. PSI ir saīsinājums no mārciņas uz kvadrātcollu, un tas ir impērijas mērs, kura pamatā ir spiediena apjoms, ko rada viena svara mārciņa uz vienu kvadrātcollu.

Ir četri ūdeņraža tvertnes pamatveidi. Tie atšķiras pēc tā, no kā tie ir izgatavoti un ar kādu spiedienu tie spēj tikt galā. Viņi mēdz izmantot metālus, piemēram, magnija hidrīdu vai nātrija alumīnija hidrīdu. Vairāki veidi ir sajaukti ar kompozītmateriāliem vai, IV modeļa gadījumā, visi ir salikti.

I tipa ūdeņraža tvertne ir metāla tvertne. Alumīnija šķirnes darba spiediens ir 175 bāri jeb 2,538 psi. Tērauda šķirne darbojas pie 200 bāru jeb 2,900 psi.
II tipa tvertnes ir izgatavotas no metāla, ko ieskauj kvēldiega cilindrs. Alumīnija-stikla tvertne darbojas pie 263 bāriem jeb 3,814 psi. Tērauda-oglekļa tvertnes darba spiediens ir 299 bāri jeb 4,336 psi.

Metāla starpliku aptverošie kompozītmateriāli ir III tips. Kompozītmateriāli ir izgatavoti no tādiem materiāliem kā aramīds un stikla šķiedra. Stikla šķiedras modeļa normālais spiediens ir 305 bāri jeb 4,423 psi, savukārt aramīda versija darbojas ar 438 bāriem jeb 6,352 psi.
IV tipa ūdeņraža tvertne ir rotācijas formā veidota tvertne, kas izgatavota no kompozītmateriāliem, piemēram, oglekļa šķiedras ar polimēra starpliku. To darba spiediens ir 661 bārs jeb 9,586 psi. IV tips visbiežāk sastopams tādos transportlīdzekļos kā automobiļi un ūdeņraža uzglabāšanas kravas automašīnas.

Visām ūdeņraža tvertnēm nepieciešama plaša pārbaude, lai pārliecinātos, ka tās ir drošas lietošanai. Ūdeņraža tvertne tiek pārbaudīta četros veidos. Krūts pārbaudē izmanto divreiz lielāku parasto darba spiedienu, lai redzētu, kad tvertne atvērsies, savukārt spiediena pārbaude pārbaudīs, kā tvertne tiek galā ar 1.5 reizes lielāku spiedienu nekā normāls. Tvertne ir ilgstoši pārbaudīta arī attiecībā uz nogurumu un noplūdēm.