現在、最も一般的な水素貯蔵技術には、高圧ガス貯蔵、極低温液体貯蔵、固体貯蔵が含まれます。その中でも、高圧ガス貯蔵は、低コスト、迅速な水素充填、低エネルギー消費、構造の単純さにより、最も成熟した技術として浮上しており、好ましい水素貯蔵技術となっている。
4種類の水素貯蔵タンク:
内部ライナーのない新興のタイプ V フル複合タンクとは別に、4 種類の水素貯蔵タンクが市場に投入されています。
1. タイプ I 全金属タンク: これらのタンクは、17.5 ～ 20 MPa の範囲の作動圧力でより大きな容量を提供し、コストを削減します。これらは、CNG (圧縮天然ガス) トラックおよびバスに数量限定で使用されます。
2.タイプ II 金属ライニング複合タンク: これらのタンクは、金属ライナー (通常はスチール) とフープ方向に巻かれた複合材料を組み合わせています。 26 ～ 30 MPa の作動圧力で比較的大きな容量を、適度なコストで提供します。これらは CNG 車両用途に広く使用されています。
3.タイプ III 全複合タンク: これらのタンクは、30 ～ 70 MPa の作動圧力での容量が小さく、金属ライナー (スチール/アルミニウム) が使用され、コストが高いのが特徴です。これらは軽量の水素燃料電池自動車に応用されています。
4.タイプ IV プラスチックライニング複合タンク: これらのタンクは、30 ～ 70 MPa の作動圧力でより小さな容量を提供し、ライナーはポリアミド (PA6)、高密度ポリエチレン (HDPE)、ポリエステル プラスチック (PET) などの材料で作られています。 。
IV 型水素貯蔵タンクの利点:
現在、タイプ IV タンクは世界市場で広く使用されていますが、タイプ III タンクは依然として商用水素貯蔵市場を支配しています。
水素圧力が 30 MPa を超えると、不可逆的な水素脆化が発生し、金属ライナーの腐食につながり、亀裂や破損が生じる可能性があることはよく知られています。この状況は、水素の漏洩とその後の爆発につながる可能性があります。
さらに、巻線層のアルミニウム金属とカーボンファイバーには電位差があり、アルミニウムライナーとカーボンファイバー巻線の間の直接接触が腐食されやすくなります。これを防ぐために、研究者らはライナーと巻線層の間に放電腐食層を追加しました。しかし、これにより水素貯蔵タンクの総重量が増加し、物流上の困難とコストが増大します。
安全な水素輸送: 優先事項:
タイプ III タンクと比較して、タイプ IV 水素貯蔵タンクは安全性の点で大きな利点があります。まず、タイプ IV タンクは、ポリアミド (PA6)、高密度ポリエチレン (HDPE)、ポリエステル プラスチック (PET) などの複合材料で構成される非金属ライナーを使用します。ポリアミド (PA6) は、優れた引張強度、耐衝撃性、および高い溶融温度 (最大 220℃) を備えています。高密度ポリエチレン（HDPE）は、優れた耐熱性、耐環境応力亀裂性、靱性、耐衝撃性を示します。これらのプラスチック複合材料の強化により、タイプ IV タンクは水素脆化と腐食に対する優れた耐性を示し、その結果耐用年数が延長され、安全性が向上します。第 2 に、プラスチック複合材料の軽量な性質によりタンクの重量が軽減され、物流コストが削減されます。
結論：
タイプ IV 水素貯蔵タンクへの複合材料の統合は、安全性と性能の向上における大幅な進歩を表しています。ポリアミド（PA6）、高密度ポリエチレン（HDPE）、ポリエステルプラスチック（PET）などの非金属ライナーの採用により、水素脆化や腐食に対する耐性が向上しています。さらに、これらのプラスチック複合材料の軽量特性は、重量の削減と物流コストの削減に貢献します。タイプ IV タンクが市場で広く使用されるようになり、タイプ III タンクが引き続き主流となっているため、クリーン エネルギー源としての水素の可能性を最大限に発揮するには、水素貯蔵技術の継続的な開発が不可欠です。
投稿日時: 2023 年 11 月 17 日