현재 가장 일반적인 수소 저장 기술에는 고압 기체 저장, 극저온 액체 저장 및 고체 저장이 포함됩니다. 이 중 고압기체저장은 저비용, 빠른 수소충전, 낮은 에너지 소비, 단순한 구조로 인해 가장 성숙한 기술로 떠오르며 선호되는 수소저장 기술이다.
4가지 유형의 수소 저장 탱크:
내부 라이너가 없는 신흥 Type V 완전 복합재 탱크 외에도 4가지 유형의 수소 저장 탱크가 시장에 출시되었습니다.
1. Type I 전체 금속 탱크: 이 탱크는 17.5~20 MPa 범위의 작동 압력에서 더 큰 용량을 제공하며 비용도 저렴합니다. CNG(압축천연가스) 트럭과 버스에 제한된 수량으로 사용됩니다.
2. Type II 금속 라이닝 복합 탱크: 이 탱크는 금속 라이너(일반적으로 강철)와 후프 방향으로 감긴 복합 재료를 결합합니다. 이는 적당한 비용으로 26~30MPa 사이의 작동 압력에서 상대적으로 큰 용량을 제공합니다. 이는 CNG 차량 응용 분야에 널리 사용됩니다.
3. Type III 완전 복합재 탱크: 이 탱크는 금속 라이너(강철/알루미늄)와 더 높은 비용을 사용하여 30~70MPa 사이의 작동 압력에서 더 작은 용량을 특징으로 합니다. 그들은 경량 수소 연료 전지 차량에 응용 분야를 찾습니다.
4.Type IV 플라스틱 라이닝 복합 탱크: 이 탱크는 폴리아미드(PA6), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리에스테르 플라스틱(PET)과 같은 재료로 만들어진 라이너를 사용하여 30~70 MPa 사이의 작동 압력에서 더 작은 용량을 제공합니다. .
Type IV 수소 저장 탱크의 장점:
현재 Type IV 탱크는 글로벌 시장에서 널리 사용되고 있으며, Type III 탱크는 여전히 상업용 수소 저장 시장을 장악하고 있습니다.
수소 압력이 30 MPa를 초과하면 비가역적인 수소 취성이 발생하여 금속 라이너가 부식되어 균열 및 파손이 발생할 수 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 이러한 상황은 잠재적으로 수소 누출 및 후속 폭발로 이어질 수 있습니다.
또한 권선층의 알루미늄 금속과 탄소섬유는 전위차가 있어 알루미늄 라이너와 탄소섬유 권선이 직접 접촉하면 부식되기 쉽습니다. 이를 방지하기 위해 연구원들은 라이너와 권선층 사이에 방전 부식층을 추가했습니다. 그러나 이는 수소 저장 탱크의 전체 중량을 증가시켜 물류상의 어려움과 비용을 가중시킵니다.
안전한 수소 운송: 우선순위:
Type III 탱크와 비교하여 Type IV 수소 저장 탱크는 안전성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 첫째, Type IV 탱크는 폴리아미드(PA6), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에스테르 플라스틱(PET)과 같은 복합 재료로 구성된 비금속 라이너를 사용합니다. 폴리아미드(PA6)는 우수한 인장강도, 내충격성, 높은 용융온도(최대 220℃)를 자랑합니다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 내열성, 내환경응력균열성, 인성, 내충격성이 우수합니다. 이러한 플라스틱 복합 재료의 강화로 Type IV 탱크는 수소 취성 및 부식에 대한 탁월한 저항성을 보여 수명이 연장되고 안전성이 향상됩니다. 둘째, 플라스틱 복합재료의 경량 특성으로 인해 탱크의 무게가 줄어들어 물류 비용이 절감됩니다.
결론:
Type IV 수소 저장 탱크에 복합재료를 통합하는 것은 안전성과 성능을 향상시키는 데 있어 상당한 발전을 의미합니다. 폴리아미드(PA6), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에스테르 플라스틱(PET)과 같은 비금속 라이너를 채택하여 수소 취성 및 부식에 대한 저항성이 향상되었습니다. 또한, 이러한 플라스틱 복합재료의 경량 특성은 무게 감소 및 물류비 절감에 기여합니다. Type IV 탱크가 시장에서 널리 사용되고 Type III 탱크가 여전히 지배적이기 때문에 수소 저장 기술의 지속적인 개발은 청정 에너지원으로서 수소의 잠재력을 최대한 실현하는 데 중요합니다.
게시 시간: 2023년 11월 17일