bgdh

Mula sa panahon ng Apollo hanggang ngayon, ang mga cryogen storage tank ay ang susi sa ekonomiya ng hydrogen

Noong Hunyo 2021, iginawad sa Department of Energy (DOE) Small Business Innovation Research (SBIR) ang The Protium upang higit na maitaguyod ang pagpapaunlad ng teknolohiya ng cryogen tank. Ang teknolohiyang tangke ng imbakan ng Protium ay karaniwang ginagamit upang mag-imbak ng mga cryogenic na likido, o mga likidong gas na nakaimbak sa isang malalim na lamig na temperatura ng -150 ⁰C o mas mababa, at tiyak na may mahalagang papel sa pagpapaunlad ng nababagong likidong hydrogen ekonomiya.
Ang pagtatago ng hydrogen bilang mapagkukunan ng enerhiya ay nakakalito. Mayroong dalawang pamamaraan: ito ay nakaimbak sa isang gaseous form sa temperatura ng kuwarto sa ilalim ng napakataas na presyon, o nakaimbak ito sa isang likidong form sa sobrang lamig na temperatura. Upang ma-maximize ang density ng enerhiya ng hydrogen, kinakailangan ang parehong sukdulan ng mataas na presyon at mababang temperatura.
Ngayon, karamihan sa mga sasakyan ng hydrogen fuel cell ay gumagamit ng hydrogen sa mga tangke ng imbakan sa presyon ng hanggang sa 10,000 psi [pounds per square inch]. Gayunpaman, dahil ang mga likido ay mas makapal kaysa sa mga gas, mas makabubuting mag-imbak ng mga pang-industriya na gas tulad ng hydrogen sa mababang temperatura upang mas mahusay na ma-maximize ang density ng enerhiya.
Gayunpaman, kapag ang mga cryogenikong likido na ito ay ipinamamahagi sa isang kapaligiran na mas mataas kaysa sa malalim na mga nagyeyelong temperatura, ang proseso ng refueling ay nagiging kumplikado. Samakatuwid, ang Protium ay magdadala ng kanilang mga pondo ng SBIR, na aabot sa US $ 178,039, partikular na upang mabawasan ang tinaguriang pagkalugi na "pagsingaw," na kumakatawan sa pangkalahatang hamon na ito sa sektor ng likido na hydrogen fuel.
Si Eli Shoemake, Punong Opisyal ng Komersyal ng Protium, ay nagsabi: "Kapag pinunan mo ang isa sa mga cryogenong likido na hydrogen tank sa temperatura ng kuwarto, ito ay tulad ng paglalagay ng tubig sa isang mainit na kalan, ito ay agad na magpapaputok at magpapakulo, at pagkatapos ay ang lahat ng singaw ay mawawala. "Karaniwan, kailangan mong punan ang tangke ng tubig ng mahabang panahon bago ito maging sapat na lamig upang maglaman at makapag-imbak ng likido. Ngunit kapag ginawa mo ito, karaniwang lahat ng kumukulong hydrogen ay nasayang, at hindi mo magagawa Ito ay nasa kotse sapagkat mailalabas lamang ito sa kapaligiran. "
Mapanganib na hindi payagan ang gas na hydrogen na maalis mula sa mga tangke na naglalaman ng likidong hydrogen. Nilalayon ng Protium na mas mahusay na makontrol ang mga emissions at payagan ang pinalabas na hydrogen na gampanan sa fuel cell.
"Kaya karaniwang, kung ano ang mangyayari ay ang [tanke] ay puno ng likido, at kapag ang init ay pumasok sa likido, ang likido ay magpapakulo, na nangangahulugang makakagawa ka ng gas. Talaga, kailangan mong hayaan ang gas na umalis sa tangke, kung hindi man, hahayaan ka Kung may labis kang presyon sa tanke, sasabog ito. Kaya karaniwang, kung ano ang gagawin mo sa mga likidong tangke na ito ay kung hindi mo nais na sumabog sila, pagkatapos ay kukuha ka ng hydrogen mula sa tangke sa anumang rate na kumukulo, "sinabi ni Schumacher. Idinagdag niya na perpekto, ang vaporized gas ay ginagamit pagkatapos sa fuel cells sa halip na masayang.
Isang unrefrigerated na likidong tangke ng hydrogen na dahan-dahang naglalabas ng hydrogen - Larawan: Sa kagandahang-loob ng Protium
Samakatuwid, ang Protium ay bumuo ng isang heat exchanger na itinayo sa fuel tank nito upang mabawasan ang dami ng pagkawala ng pagsingaw sa panahon ng refueling. Sa pamamagitan ng paglilipat ng likidong hydrogen sa tangke sa pamamagitan ng heat exchanger na ito, pinainit ito sa isang gas bago ipamahagi sa fuel cell sa isang matatag na rate. Inaasahan ng Protium na i-maximize ang cryogen tank nito sa pamamagitan ng paghihiwalay ng proseso ng pag-init mula sa iba pa. s kahusayan. Tangke ng imbakan.
"Nag-print kami ng 3D ng heat exchanger sa dingding ng tanke upang kapag dumaan ang hydrogen sa heat exchanger channel, uminit ang hydrogen bago umalis ito sa tanke at pumasok sa fuel cell," sabi ni Shoemake. "Ang ganitong uri ng init ay karaniwang nagpapainit ng likidong hydrogen sa tangke at ginagawang mas malala ang rate ng pagsingaw. Kaya ginagamit namin ang kumukulong gas na ito mula sa tangke upang maharang ang init, kung hindi man ay papasok ang init sa tangke. Ito ay tulad ng isang labis na layer ng pagkakabukod. Pinapayagan kaming gumamit ng mas kaunting pagkakabukod sa fuel tank, na ginagawang mas performant at magaan. Ito ang totoong benepisyo. "
Ang pag-install ng heat exchanger na ito sa isang tanke ng gasolina ay isang bagong pamamaraan ng teknolohiya ng fuel hydrogen fuel na mayroon na mula pa noong "space race" ng panahon ng Apollo.
"Ang lahat ng mga cryogenic storage tank na ito ay mula sa panahon ng Apollo at lahi ng kalawakan, nang tanungin ng mga tao ang tanong na," Paano ko mapanatili ang likidong hydrogen magpakailanman? ' Sa mga lalagyan ng insulated na vacuum, "sinabi ni Schumacher. "Ang [tradisyunal na modelo] ay may napakahusay na pagkakabukod, maaaring panatilihin ang hydrogen sa isang mababang temperatura ng walang katiyakan, at may kaunting pagkawala mula sa pagsingaw mula sa tanke. Kung nais mong itago ang hydrogen sa loob ng mga araw, linggo, o buwan, mahusay na NS.
"Ngunit para sa karamihan ng mga sasakyan, kung nais mo lamang itong gamitin at sunugin sa isang fuel cell, wala talagang saysay na subukang panatilihin ang hydrogen magpakailanman. Kaya sinabi namin, 'Huwag lang tayong magdisenyo ng isang hydrogen tank, hayaan ang hydrogen Evaporate at iwanan ang canister, ngunit iwanan ang canister sa bilis na nais gamitin ng fuel cell.' ”
Ayon sa Shoemake, ang pangkalahatang pinagkasunduan ay ang teknolohiya ng cryogen tank na laging may pagkawala ng pagsingaw na 0.5% hanggang 1%. Samakatuwid, ang mga tangke ng imbakan ng Protium ay handa na upang madagdagan ang kahusayan ng tradisyonal na cryogen storage na teknolohiya ng tangke sa pamamagitan ng pag-convert ng likidong hydrogen sa hydrogen sa isang masusukat ngunit matatag na rate ng pagsingaw sa pamamagitan ng isang heat exchanger. Ngunit upang madala pa ang kanilang makabagong teknolohiya, nagsisiyasat din sila kung paano mapapabuti ang paglamig ng cryogen tank system sa pagtatangka na ibawas pa sa zero ang rate ng pagsingaw.
"Titingnan namin ang paglikha ng isang likidong tangke ng hydrogen na may halos zero pagsingaw, dahil hindi lahat ng init na ito ay pumupunta sa likido at sumingaw sa iyong hydrogen. Karaniwan naming binabalot ang buong tangke sa heat exchanger at ikinonekta ito sa isang malaking ref. Mapapanatili nitong malamig ang buong tangke ng tubig, "paliwanag ni Shoemake. "Pagkatapos ay maaari mong ikonekta ang tangke ng imbakan sa isang sistema ng pagpapalamig na maaaring mag-imbak ng likidong hydrogen nang walang katiyakan nang walang pagkawala. Ito ay isang malaking problema kapag pinag-uusapan mo ang tungkol sa pagdadala ng likidong hydrogen o pag-iimbak ng likidong hydrogen sa mahabang panahon. Oras Samakatuwid, kung maaari nating matanggal ang 1% pagkawala sa pamamagitan ng pag-install ng ganitong uri ng ref sa tangke ng imbakan, maaari itong gawing mas mahusay ang buong likidong chain ng hydrogen. "
Isinasaalang-alang ang mga pagsulong na pang-teknolohikal na ito, higit sa lahat na naiisip ng Protium ang kanilang mga tangke para magamit sa mga walang sasakyan na sasakyang panghimpapawid [UAV] o mga walang sasakyan na sasakyang panghimpapawid.
"Ang scale at scale na aming pinagtutuunan ngayon ay nasa larangan ng aerospace, lalo na dahil may katuturan ito," sabi ni Shoemake. "Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng paggamit ng aming teknolohiya ay talagang magaan ito kumpara sa tradisyunal na teknolohiya, at mayroon ding kalamangan na ang paggamit ng likido, makakakuha ka ng mas maraming [hydrogen] sa isang mas maliit na espasyo. Ang kombinasyon ng dalawang bagay na ito ay napakahalaga para sa sasakyang panghimpapawid. "
Gayunpaman, kahit na ang aplikasyon ng mga drone at drone ay ang kasalukuyang pokus, ang Shoemake ay hindi isinasantabi na ang kanilang teknolohiya ay ipapalawak sa ibang mga sasakyan sa hinaharap.
"Ang mga sasakyang pang-dagat ay isa pang uri ng sasakyan na hinahanap natin ng marami para sa aming mga cryogen storage tank, kung saan may katuturan na subukang panatilihing maliit ang iyong mga tangke at baka gusto mong maging likido," sabi ni Shoemake. "Maaari rin itong mga trak sa kalsada at sasakyan, ngunit maaaring hindi ito isang pampasaherong kotse, sapagkat ang aming mga tangke ay dinisenyo upang muling mapuno ng gasolina, at pagkatapos ang gasolina ay ipamamahagi sa isang tiyak na bilis pa rin. Kung mayroon kang isang pampasaherong kotse, maaaring hindi mo nais na Pumarada ng isang linggo at pagkatapos ay bumalik nang walang gasolina. Ngunit ang mga bagay tulad ng mga malakihang semi trak na madalas na hinihimok mula sa isang warehouse patungo sa isa pa sa kalsada, marahil ito ay may katuturan. "
Nangungunang paglalarawan ng larawan at credit-Dr. Sinubukan ni Ian Richardson at ng kanyang koponan ang 3D na naka-print na likido na hydrogen tank, na ginamit noon upang mapagana ang isang nakapirming bersyon ng Insitu EagleWorX drone fuel cell. Noong Lunes, Hulyo 13, 2020, si Jeff Knapp (asul na dyaket, malapad na kayumanggi sumbrero), punong inhinyero ng departamento ng Insitu EagleWorX sa Washington State University's outdoor Research Facility (ORF), ay nagsagawa ng pagsubok-Larawan: Bob Hubner, WSU News .
Non-Profit Journalism Institute Solutions News Network Local Independent Online News Publishers Imbestigador Mga mamamahayag at Editor ng Kapaligiran journalist Association Association Education Writers Association KNVC Community Radio KUNR Reno Public Radio Double Scoop - Sining sa NevadaCarson Ngayon


Oras ng pag-post: Sep-14-2021