Svět se rychle mění a spolu s ním se mění i způsob, jakým poháníme naše životy. Jako majitel továrny v Číně se sedmi výrobními linkami věnovanými průmyslovým plynům jsem já, Allen, roky sledoval, jak se průmysl vyvíjí. Odkláníme se od tradičních paliv a díváme se k čistšímu horizontu. Ten horizont je osvětlený vodíková energie. Tento článek je napsán pro obchodní lídry, jako je Mark Shen – rozhodné, dopředu uvažující lidi, kteří chtějí porozumět maticím a šroubům tohoto posunu.

Proč byste si to měli přečíst? Protože pochopení vodíková energie není jen o záchraně planety; jde o chytré podnikání. Prozkoumáme kritické technologie za nimi výroba vodíku a skladovací nádrže které to umožňují. Ponoříme se do složitého světa skladování energie a technologie skladování že to drží v bezpečí. Od technologie skladování vodíku jako stlačený vodík na pokročilé vysokotlaké skladování vodíku řešení, to vše pokryjeme. Podíváme se na vodíková nádrž v novém světle, pochopení druhy vodíku systémy, které budou pohánět budoucnost energetický systém. Toto je vaše cestovní mapa k vodíková ekonomika.

Co je vodíková energie a proč je kritická pro budoucnost?

Energie vodíku se často nazývá palivem budoucnosti, ale ve skutečnosti je nosič energie. To znamená, že ukládá a přemísťuje energii, podobně jako baterie, spíše než aby ji vytvářel od nuly jako ropu nebo uhlí. Energie vodíku je čistý. Když jej použijete v a palivový článek, jediným výfukem je čistá voda. Pro svět, který se snaží snížit znečištění, vodíková energie je zázrak.

Ale proč o tom všichni mluví vodíková energie teď? Je to proto, že potřebujeme a čistý nosič energie který dokáže zvedat těžké věci. Baterie jsou skvělé pro auta, ale pro velká nákladní auta, lodě a letadla jsou příliš těžké. Energie vodíku balí hodně úderu do lehkého balení. Má vysokou energetické hustoty podle hmotnosti. To dělá vodíková energie ideální partner pro obnovitelné energie zdroje jako vítr a slunce. Můžeme použít dodatečnou solární energii k výrobě vodíku, jeho skladování a následnému použití vodíková energie když nesvítí slunce.

Pro firmy, jako je moje a vaše, vodíková energie představuje masivní posun v dodavatelském řetězci. Vidíme posun k udržitelná energie kde vodíková energie hraje ústřední roli. Přijímání vodíková energie není jen trend; je to nezbytný krok pro a udržitelná energetická budoucnost. Jak se podíváme na hodnocení vodíku jako globální zdroj je jasné, že vodíková energie je tady, aby zůstal.

Jak výroba vodíku podporuje zelenou ekonomiku?

Než ji budeme moci uložit, musíme ji vyrobit. Výroba vodíku je prvním krokem v řetězci. V současnosti se většina vodíku vyrábí ze zemního plynu. Je to levné, ale vytváří oxid uhličitý. Průmysl se však předhání zelený vodík. Tohle je generování vodíku s využitím vody a elektřiny z obnovitelných zdrojů.

V mé továrně chápeme, že na kvalitě plynu záleží. Výroba vodíku musí být čisté, zejména pro použití v a vodíkový palivový článek. I drobné nečistoty mohou zničit a palivový článek. To je důvod výroba vodíku technologie jsou stále pokročilejší. K štěpení vody na kyslík a vodík používáme elektrolyzéry. Toto čisté a udržitelné energie metoda je srdcem budoucnosti vodíková ekonomika.

Ale výroba vodíku je jen polovina bitvy. Jakmile uděláte plyn, musíte ho někam dát. Potřebujete a úložný systém. V tom spočívá výzva. Vodík je nejlehčí prvek ve vesmíru. Chce to utéct. Efektivní připojení výroba vodíku s účinným řešení pro skladování vodíku je klíčem k vytvoření celku energetický systém práce. Bez dobrého skladování, výroba vodíku je zbytečný.

Jaké jsou dnes hlavní typy technologií skladování vodíku?

Jak tedy udržíme tento lehký plyn na jednom místě? Existují tři hlavní technologie skladování vodíku: plyn, kapalina a pevná látka. Každý způsob ukládání má své pro a proti. Nejběžnější technologie skladování je skladování plynného vodíku. To zahrnuje vmáčknutí plynu do skladovací nádrže při velmi vysokých tlacích.

Druhá metoda je skladování kapalného vodíku. Pokud vodík ochladíte na -253 °C, změní se na kapalinu. To vám umožní uložit mnohem více vodíku ve stejném prostoru. Udržet ji v chladu však vyžaduje spoustu energie. Toto skladování kapaliny se většinou používá pro kosmické rakety nebo specializovanou dopravu.

Třetí a nejfuturističtější je polovodičové úložiště. Toto používá materiály pro skladování vodíku absorbovat plyn jako houba. To je velmi bezpečné, ale nádrže mohou být těžké. Jak zkoumáme technologie skladování vodíku, musíme vyvážit hmotnost, náklady a bezpečnost. Pro průmyslové použití, jako to, co Mark kupuje, stlačený vodík v silném vodíková nádrž je standard. Je nejvyzrálejší technologie skladování vodíku máme právě teď.

Jak vlastně zásobníky na stlačený vodík fungují?

Pojďme se ponořit hlouběji stlačený vodík. Představte si, že se snažíte vměstnat spacák do malého pytlíku. Musíte hodně tlačit. To je to, s čím děláme skladování stlačeného vodíku. K tlačení plynu do a. používáme kompresory vodíková nádrž. Nejsou to jen normální tanky; jsou tlakové nádoby navržený tak, aby vydržel obrovskou sílu.

Tento tlak měříme v "barech." Standardní automobilová pneumatika má tlak asi 2 bary. Stlačený vodík nádrže často pracují při 350 barech nebo dokonce 700 barech! To je 700násobek tlaku atmosféry. Při těchto tlacích, plynný vodík se stává dostatečně hustým, aby byl užitečný. Toto vysokotlaké skladování vodíku umožňuje a elektrické vozidlo s palivovými články (FCEV) ujet stovky kilometrů.

The systém skladování vodíku ve vozidle nebo továrně musí být robustní. Systémy skladování stlačeného vodíku k řízení průtoku použijte pokročilé ventily a regulátory. Když otevřete ventil, stlačený vodík spěchá ven, připraven k použití. Je to jednoduchý koncept, ale za tím stojí inženýrství vysokotlaké zásobníky vodíku je neuvěřitelně přesná. Musíme zajistit, aby každý vodíková nádrž je bezpečný a spolehlivý.

Co je skladování kapalného vodíku a kdy se používá?

Skladování kapalného vodíku je mistrem těžké váhy v hustotě energie. Přeměnou plynu na kapalinu výrazně zvýšíme jeho hustotu. To znamená, že můžeme do menšího vměstnat více energie skladovací nádrže. To je zásadní pro aplikace, kde je omezený prostor, ale potřebujete hodně energie, například v letectví nebo těžké lodní dopravě.

Nicméně, skladování kapalného vodíku je složité. Potřebujete speciální "kryogenní" vodíková nádrž. Tato nádrž funguje jako supertermoska. Má izolační vrstvy, které udržují teplo ven. Pokud se vodík byť jen trochu zahřeje, vaří se zpět na plyn a expanduje. Tomu se říká „odvaření“. Zvládnutí tohoto varu je velkou výzvou skladovací nádrže na kapalný vodík.

Navzdory výzvám, skladování kapalného vodíku je životně důležitý pro svět zásobování vodíkem. Lodě přepravující obrovské množství vodíku přes oceány pravděpodobně použijí skladování kapalin. Je to nejúčinnější způsob přepravy velkých množství na velké vzdálenosti. Pro a vodíková ekonomika abychom se dostali globálně, musíme zvládnout skladování kapalného vodíku. Doplňuje se skladování stlačeného plynu zvládnutím dlouhé cesty.

Mohou materiály v pevné fázi přinést revoluci ve skladování vodíku?

Co kdybychom nepotřebovali vysoký tlak nebo extrémní chlad? To je příslib polovodičové úložiště. Při této metodě používáme speciální materiály, jako jsou hydridy kovů skladovat vodík. The molekuly vodíku skutečně vázat s atomy kovu. Je to jako když kov "nasákne" vodík. Toto skladování hydridu kovu je neuvěřitelně bezpečný, protože vodík je uzamčen v pevné struktuře.

Chcete-li dostat vodík ven, materiál jednoduše zahřejete. Tím se uvolní plyn. Toto způsob skladování vodíku nabízí vysokou objemová hustota energie, což znamená, že můžete do malého prostoru nacpat velké množství vodíku bez vysokého tlaku. Skladování hydridu kovu je skvělý pro stacionární aplikace, jako je záložní napájení pro budovy.

Materiály jsou však těžké. A vodíková nádrž naplněný kovovým práškem váží mnohem více než obyčejná plynová nádrž. To dělá polovodičové úložiště méně ideální pro auta. Vědci ale pracují na nových materiály pro skladování vodíku které jsou lehčí a rychleji se plní. Tato oblast technologie skladování vodíku je vzrušující, protože řeší mnoho bezpečnostních problémů spojených s vysokým tlakem.

Jaké materiály se používají ke stavbě vysokotlakých zásobníků vodíku?

Pokud se chystáte skladovat plyn při 700 barech, nemůžete použít jen starou rezavou plechovku. Vysokotlaké skladování vodíku vyžaduje špičkové materiály. Existují čtyři hlavní typy vodíková nádrž konstrukce, klasifikované jako Typ I až Typ IV.

Typ I je vyroben z celé oceli. Je těžký, ale levný. To je to, co často používáme pro stacionární skladování plynu v továrnách. Typ II má ocelovou vložku obalenou skelným vláknem. Je o něco lehčí. Typ III má hliníkovou vložku obalenou uhlíkovými vlákny. Nyní se dostáváme do oblasti špičkových technologií.

Nejpokročilejší je typ IV vodíková nádrž. Tato nádrž má plastovou vložku obalenou uhlíkovými vlákny. Je extrémně pevný a velmi lehký. Toto je vodíková nádrž používané v moderně vozidla s vodíkovými palivovými články. Karbonové vlákno poskytuje pevnost při držení stlačený vodík, zatímco plast drží plyn uvnitř. Tyto tankové technologie jsou drahé, ale jsou nezbytné pro vodíková energie revoluce. Jako výrobce vidím poptávku po těchto kompozitech tlakové nádoby roste každým rokem.

Jak řešíme bezpečnost a vodíkové křehnutí v nádržích?

Bezpečnost je hlavním zájmem každého, kdo kupuje průmyslové plyny. Marek to dobře ví. Jedním z jedinečných nebezpečí vodíku je něco, co se nazývá vodíková křehkost. Atomy vodíku jsou tak malé, že se mohou zavrtět do kovových stěn a vodíková nádrž. Jakmile jsou uvnitř, mohou způsobit, že kov bude křehký a náchylný k prasknutí. A prasklý vysokotlaké skladování vodíku tank je katastrofa, která čeká, až se stane.

Aby se zabránilo vodíková křehkost, musíme být velmi opatrní s našimi materiály. Používáme speciální slitiny oceli, které jsou odolný vůči vodíkové křehkosti. U nádrží typu IV funguje plastová vložka jako bariéra, která chrání vnější konstrukci. Také přísně kontrolujeme tlak a teplota během plnění, aby se minimalizovalo namáhání vodíková nádrž.

The bezpečnost skladování vodíku zahrnuje také přísné testování. Každý systém skladování vodíku prochází zkouškou na roztržení, pádovou zkouškou a požární zkouškou. Ošetřujeme vodíková energie s respektem. Při správné manipulaci s právem technologie skladování vodíku, je stejně bezpečný jako benzín nebo zemní plyn. Musíme zajistit bezpečné skladování vodíku vybudovat důvěru na trhu.

Jakou roli hraje skladování vodíkové energie v systémech obnovitelné energie?

Skladování vodíkové energie je chybějícím kouskem skládačky obnovitelné energie. Ne vždy svítí slunce a ne vždy fouká vítr. Potřebujeme způsob, jak tuto energii uložit na později. Baterie jsou dobré na krátkou dobu, ale skladování vodíkové energie je nejlepší na dlouhou dobu.

Můžeme použít přebytečnou větrnou energii k provozu elektrolyzérů, vytvářet vodíková energie. Tento vodík skladujeme ve velkých nádržích nebo dokonce v podzemní úložiště vodíku jeskyně. Potom, o týdny nebo měsíce později, když potřebujeme energii, pustíme vodík přes a palivový článek nebo turbína k výrobě elektřiny. Tohle se otočí vodíková energie do masivní baterie pro elektrickou síť.

Tato aplikace vytváří vodíková energie klíčovým hráčem v energetický přechod. Umožňuje nám používat více obnovitelné energie bez obav z výpadků. Pro průmyslové areály, které mají a skladování vodíkové energie systém znamená, že máte záložní napájení, které je čisté a spolehlivé. Snižuje se spotřeba energie z rozvodné sítě a snižuje uhlíkovou stopu.

Jaká je budoucnost vodíkového hospodářství a infrastruktury?

Budoucnost je jasná pro vodíková energie. Jsme svědky globálního tlaku na budování vodíková infrastruktura. To znamená více potrubí, více čerpacích stanic a lépe skladování a přepravu vodíku sítí. The Ministerstvo energetiky a vlády po celém světě investují miliardy, aby se to podařilo vodíková ekonomika realita.

Uvidíme pokroky v technologie skladování vodíku. Tanky budou lehčí a levnější. Kapalné organické nosiče vodíku (LOHCs) by nám mohly umožnit přepravovat vodík jako kapalinu podobnou oleji za normálních teplot. Elektrický vodíkový palivový článek vozidla budou na našich silnicích běžnější.

Pro majitele firem je to příležitost. Poptávka po vodíková energie zařízení, od skladovací nádrže na Speciální plyny s vysokou čistotou, bude raketově stoupat. Ti, kteří investují do vodíková energie nyní povede trh. Pohybujeme se směrem ke světu, kde vodíková energie pohání naše továrny, naše nákladní auta a naše domovy. Je to vzrušující doba pro podnikání v oblasti plynu.

Klíčové věci

• Energie vodíku je nosič energie: Uchovává energii vyrobenou z jiných zdrojů a funguje jako čistá baterie s vysokou hustotou pro svět.
• Tři hlavní technologie úložiště: Vodík skladujeme jako a stlačený plyn, a kryogenní kapalina, nebo v pevné látky.
• Stlačený vodík je standardní: Pro většinu současných aplikací, vysokotlaké skladování vodíku v nádržích z uhlíkových vláken (typ III a IV) je nejúčinnějším řešením.
• Bezpečnost je prvořadá: Musíme používat materiály odolné vůči vodíková křehkost a dodržujte přísné protokoly, abyste zajistili bezpečnost vodíku systémy.
• Povolení obnovitelných zdrojů: Skladování vodíkové energie nám umožňuje uchovávat obrovské množství obnovitelné energie po dlouhou dobu a vyrovnávat elektrickou síť.
• Růst infrastruktury: The vodíková ekonomika se rozšiřuje s masivními investicemi do výroba vodíku, skladovací nádržea dopravní sítě po celém světě.