Hvad er et brintlagringssystem?

Debrintopbevaringssystemer en af ​​de tre vigtigste komponenter i en brintanbrændstofstation (brintopbevaringssystem, kompressor og brintanbrændstofmaskine), men anvendelsen af ​​brintopbevaringssystemet er ikke begrænset til brintanlæg. Derfor vil denne artikel udvide perspektivet til brintopbevaringsknudepunkter i flere links: opbevaring efter brintproduktion, opbevaring efter transport til brintanbrændstofstationen og opbevaring af brint. Disse forskellige noder fremsatte også forskellige krav til brintopbevaringsbeholdere.

Hvad er et brintlagringssystem?

I henhold til definitionen af ​​Argonne -laboratoriet i USA kan brintopbevaringssystemet opdeles i flere hovedkomponenter: brintopbevaringsflasker, integrerede flaskeventiler, integrerede trykregulerende moduler, hydrogen tankningsporte, brintopbevaringssystemcontrollere og trykaflastnings- og hydrogenudladningsanordninger for hver del.

Brintopbevaringsflaske

Brintopbevaringsflasker er det mest modne felt af kommercialisering af brintopbevaringssystemer, og et stort antal virksomheder er kommet ind i produktionen af ​​brintopbevaringsflasker. Teknologien til brintopbevaringsflasker har gennemgået fem generationer af iterationer. På nuværende tidspunkt er V-type flasker uden indre foring og kun lavet af fibervikling stadig under forskning både hjemme og i udlandet.

Højtrykshydrogenopbevaringscylindre, der anvendes, er hovedsageligt opdelt i fire typer: all-metal cylindre (type I), metal indre foring fiber hoop-wound cylindre (type II), metal indre foring fiber fuldt indpakket cylindre (type III), ikke-metallisk indre foringsfiber fuldt indpakket cylinders (type IV).

De fire generationer afBrintopbevaringsflaskerer i øjeblikket vidt brugt. Dette skyldes, at deres type I- og II-flasker er egnede som brintopbevaringscontainere til brintanketrækningsstationer på grund af deres egenskaber, og type III og IV-flasker er mere egnede som køretøjsmonterede brintopbevaringsbeholdere, hver med sine egne anvendelser.

Årsagen til, at brintanketrækningsstationer og køretøjsmonteret brintopbevaring bruger forskellige brintopbevaringsflasker, er først og fremmest, fordi transportfeltet har højere krav til vægtopbevaringstætheden af ​​brint. Type I og type II har et stort vægt-til-volumen-forhold, hvilket er vanskeligt at imødekomme hydrogenopbevaringstæthedskravene til brændstofcellekøretøjer. For det andet er den selvvægts andel af brintopbevaringscontaineren meget vigtig for køretøjets strømydelse. Type III og type IV-flasker har fordelene ved lav vægt og volumenforhold og høj brintopbevaringstæthed pr. Enhedsmasse på grund af fiberens fulde viklingsstruktur. De er i øjeblikket vidt brugt ibrint brændstofcellekøretøjer.

Strukturen af ​​brintopbevaringsflasken indefra til ydersiden inkluderer foringsmateriale, overgangslag, fiberviklingslag, det ydre beskyttende lag og bufferlag. Tag type IV -brintopbevaringsflaske som et eksempel for at se dens strukturelle sammensætning:

Type IV brintopbevaringsflaske og type IV brintopbevaringsflaskeforing

●

   ● Foring: Den samlede tykkelse af flaskevæggen er ca. 20 ~ 30 mm. Det inderste lag i direkte kontakt med brint er gasbarrierelaget, som er ca. 2 ~ 3 mm tyk. Materialet er PA6, PA612, PA11, HDPE osv., Der spiller en rolle i blokering af brint.

● Mellemlag:Et relativt tykt trykbestandigt lag, lavet af CFRP carbonfiberforstærket sammensat materiale, sammensat af kulfiber og epoxyharpiks. Under forudsætningen for at sikre trykresistensniveauet minimeres tykkelsen af ​​dette lag for at forbedre brintopbevaringseffektiviteten.

● Overfladelag: Tykkelsen er ca. 2 ~ 3 mm, og materialet er GFRP -glasfiberforstærket sammensat materiale, sammensat af glasfiber og epoxyharpiks.

Årsagen til, at type IV-brintopbevaringsflasker er mere velegnede til opbevaring af brintopbevaring af brint, er, at de ændrer metalmaterialet i den indre tank, bruger polymermaterialer som den indre tank og bruger kulfiberkompositmaterialer som lejelaget. Hydrogenopbevaringsmasseforholdet kan nå mere end 6%, og det højeste kan nå 7%, så omkostningerne kan reduceres yderligere.

Brintlagringssystem Sammensætning

Selvom brintopbevaringsflasken er kernen i brintopbevaringssystemet, kan brintlagringssystemet kun tages sikkert i brug med hjælp fra en række hjælpekomponenter.

Brintopbevaringssystemet for brintanbrændningsstationen består af en brintopbevaringsflaske, en integreret flaskeventil, et integreret trykregulerende modul, en brintanbrændningsport, en brintopbevaringssystemcontroller og trykaflastning og hydrogenudladningsindretninger i forskellige dele.

Integreret flaskeventil

Den integrerede flaskeventil er en vigtig del af at sikre sikkerheden ved brintopbevaringsflasken og den glatte levering af brint. Det er også sammensat af flere dele, nemlig et filter, en strømningsgrænseventil, en varme- og trykudslethedsenhed, en manuel ventil, en kontrolventil som brintanbrydningsindløb og en række temperatur- og tryksensorer.

Det integrerede trykstyringsmodul inkluderer normalt en automatisk lukningsventil, en manuel udluftningsventil (til vedligeholdelse), en trykregulator, en nødtrykaflastningsventil og en trykføler.

Udførelsen af ​​brintlagringssystemet kan evalueres med flere vigtige parametre, herunder brintlagringskapacitet, systemhydrogenopbevaringsmassetæthed, systemhydrogenopbevaringsvolumendensitet, brintopbevaringsomkostninger pr. Kilowatt-time, opladnings- og udledningscyklusliv og minimum transporttryk.

Indbygget brintopbevaringssystem 

På grund af forskellige applikationsscenarier er sammensætningen af ​​det indbyggede brintlagringssystem forskelligt fra brintlagringssystemets brintopbevaring ved brintfyldningsstationen. Dens struktur inkluderer: brintopbevaringsflaske med flaskeventil, brintforsyningsrør, brintfyldningsport, højtrykshydrogenrørledning, trykføler, envejsventil, trykreduktion og brintsystemstol.

70MPa brændstofcelle ombord på brintopbevaringssystem

Det indbyggede brintlagringssystem vedtager formen af ​​stabling med fagstole til fastgørelse. Antallet af flasker varierer afhængigt af køretøjets kraft og andre indikatorer. De fleste kommercielle køretøjer har 6 flasker, og placeringstilstand er som følger:

I personbiler anvendes to brintopbevaringsflasker hovedsageligt:

Hydrogenbrændselscellekøretøjer udstyret med to type IV -brintopbevaringsflasker