Wat zijn de waterstofopslagtechnologieën? (II) - Fysisch gebaseerde opslag (gas of vloeistof)

Wat zijn de waterstofopslagtechnologieën? (II) - Fysisch gebaseerde opslag (gas of vloeistof)

Methoden voor opslag van waterstof die door de industrie en de academische wereld worden gebruikt, kunnen in twee typen worden verdeeld:

Op fysica gebaseerde opslag (gasvormig of vloeibaar)

Op materialen gebaseerde opslag (waterstof interageert met opslagmaterialen)

Bij materiaalgebaseerde opslag wordt waterstof opgeslagen in drie verschillende media: metaalhydriden (vaste media), vloeibare waterstofdragers en materiaaloppervlakteopslag.

2.1 Metaalhydrideopslag

Moleculaire waterstof wordt geadsorbeerd aan het metaaloppervlak in een metaalhydride-opslagsysteem, en vervolgens wordt het element (H) via warmteafgifte in het metaalrooster geïntroduceerd en samen met de warmte-invoer vrijgegeven. Vergeleken met traditionele fysieke opslag hebben metaalhydriden veel voordelen, zoals een hoge volumedichtheid, veiligheid, lage bedrijfstemperatuur en -druk, enz. Het stortgewicht van de meeste hydriden ligt ruim boven de 80 kg/m3.

Metaalhydride is een verbinding die bestaat uit bepaalde metaalelementen en een waterstofelement. Dergelijke verbindingen hebben actieve chemische eigenschappen en kleine reserves, maar ze hebben een hoge gebruikswaarde. Metaalhydride is bij het vullen van waterstof exotherm; bij vrijkomen waterstof, endotherm; deze warmteafgifte-endotherme cyclus kan worden gebruikt om warmte op te slaan en over te dragen

2.2 Vloeibare organische waterstofdrager

Het principe van de opslagtechnologie voor vloeibare organische waterstof (kortweg LOHC) is het gebruik van een paar omkeerbare reacties tussen waterstofopslagmiddelen zoals olefinen, alkynen of aromatische koolwaterstoffen en waterstof om hydrogenering en dehydrogenering te bereiken. De massa-waterstofopslagdichtheid ligt tussen 5% en 10%, heeft een grote waterstofopslagcapaciteit en het waterstofopslagmateriaal is vloeibaar organisch materiaal, dat bij normale temperatuur en druk kan worden getransporteerd, wat handig en veilig is. LOHC kan waterstof met hoge dichtheid chemisch opslaan onder nominale omgevingsomstandigheden. bij het vullen van waterstof, exotherm; wanneer waterstof vrijkomt, endotherm.

2.3 Oppervlakteopslagsystemen (adsorbentia)

Waterstof kan ook omkeerbaar worden opgeslagen als sorbaat door adsorptie, via van der Waals-krachten, in materialen met zeer specifieke oppervlakken. Sommige adsorberende materialen omvatten metaal-organische raamwerken (MOF's), zeolieten, koolstofnanobuisjes, enz. De vereiste bedrijfstemperaturen zijn lager en de drukken bij deze vorm van opslag zijn hoger. Oppervlakteopslagsystemen hebben ook een lage volumetrische dichtheid.