Светот брзо се менува, а со тоа се менува и начинот на кој ги напојуваме нашите животи. Како сопственик на фабрика во Кина со седум производни линии посветени на индустриски гасови, јас, Ален, со години гледам како индустријата еволуира. Се оддалечуваме од традиционалните горива и гледаме кон почист хоризонт. Тој хоризонт е осветлен од водородна енергија. Оваа статија е напишана за деловни лидери како Марк Шен - решителни, напредни луѓе кои сакаат да ги разберат навртките и завртките на оваа промена.

Зошто треба да го прочитате ова? Бидејќи разбирањето водородна енергија не е само за спас на планетата; се работи за паметен бизнис. Ќе ги истражиме критичните технологии зад себе производство на водород и на резервоари за складирање кои го овозможуваат тоа. Ќе се нурнеме во сложениот свет на складирање на енергија и на технологија за складирање што го чува безбедно. Од технологии за складирање на водород како компримиран водород до напредни складирање на водород под висок притисок решенија, сето тоа ќе го покриеме. Ќе го разгледаме резервоар за водород во ново светло, разбирање на видови на водород системи кои ќе ја напојуваат иднината енергетски систем. Ова е вашиот патоказ до водородна економија.

Што е водородна енергија и зошто е критична за иднината?

Водородна енергија често се нарекува гориво на иднината, но всушност е ан енергетски носач. Ова значи дека складира и придвижува енергија, слично како батеријата, наместо да ја создава од нула како нафта или јаглен. Водородна енергија е чист. Кога го користите во а горивни ќелии, единствениот издув е чиста вода. За свет кој се обидува да го намали загадувањето, водородна енергија е чудо.

Но, зошто сите зборуваат за водородна енергија сега? Тоа е затоа што ни треба а чист носач на енергија што може да прави кревање тешки. Батериите се одлични за автомобили, но за големи камиони, бродови и авиони, тие се премногу тешки. Водородна енергија пакува многу удар во лесен пакет. Има високи густини на енергија по тежина. Ова прави водородна енергија совршен партнер за обновлива енергија извори како ветер и сончева светлина. Можеме да користиме дополнителна соларна енергија за да направиме водород, да го складираме и потоа да го искористиме водородна енергија кога сонцето не сјае.

За бизниси како мојот и вашиот, водородна енергија претставува масовна промена во синџирот на снабдување. Гледаме чекор кон одржлива енергија каде водородна енергија игра централна улога. Усвојување водородна енергија не е само тренд; тоа е неопходен чекор за а одржлива енергетска иднина. Како што гледаме на евалуација на водород како глобален ресурс јасно е дека водородна енергија е тука да остане.

Како функционира производството на водород за да ја поттикне зелената економија?

Пред да можеме да го складираме, мора да го направиме. Производство на водород е првиот чекор во синџирот. Во моментов, најголемиот дел од водородот е направен од природен гас. Ова е евтино, но создава јаглерод диоксид. Сепак, индустријата се трка кон зелен водород. Ова е генерирање на водород користење на вода и електрична енергија од обновливи извори.

Во мојата фабрика разбираме дека квалитетот на гасот е важен. Производство на водород мора да биде чист, особено за употреба во a водородна горивни ќелии. Дури и ситните нечистотии можат да го уништат a горивни ќелии. Затоа производство на водород технологиите стануваат се понапредни. Ние користиме електролизатори за поделба на водата на кислород и водород. Ова чиста и одржлива енергија методот е срцето на иднината водородна економија.

Но производство на водород е само половина од битката. Откако ќе го направите гасот, мора да го ставите некаде. Ви треба а систем за складирање. Тука лежи предизвикот. Водородот е најлесниот елемент во универзумот. Сака да избега. Ефикасно поврзување производство на водород со ефективни раствори за складирање на водород е клучот за создавање на целината енергетски систем работа. Без добро складирање, производство на водород се троши.

Кои се главните типови на технологии за складирање на водород достапни денес?

Па, како да го задржиме овој лесен гас на едно место? Постојат три главни технологии за складирање на водород: гас, течен и цврст. Секој метод на складирање има свои добрите и лошите страни. Најчести технологија за складирање е складирање на гасовити водород. Ова вклучува стискање на гасот во резервоари за складирање при многу високи притисоци.

Вториот метод е складирање на течен водород. Ако го изладите водородот до -253°C, тој се претвора во течност. Ова ви овозможува да складирате многу повеќе водород во истиот простор. Како и да е, за одржување на тоа студено потребно е многу енергија. Ова складирање на течност најмногу се користи за вселенски ракети или специјализиран транспорт.

Третиот и најфутуристички е складирање во цврста состојба. Ова користи материјали за складирање на водород да го впие гасот како сунѓер. Ова е многу безбедно, но резервоарите може да бидат тешки. Додека истражуваме технологии за складирање на водород, мораме да ја балансираме тежината, цената и безбедноста. За индустриска употреба, како она што го купува Марк, компримиран водород во силна резервоар за водород е стандардот. Тоа е најзрело технологија за складирање на водород имаме токму сега.

Како всушност работат резервоарите за складирање на компримиран водород?

Ајде да копаме подлабоко компримиран водород. Замислете како се обидувате да ставите вреќа за спиење во мала вреќа. Мора силно да притискате. Со тоа правиме складирање на компримиран водород. Ние користиме компресори за да го присилиме гасот во a резервоар за водород. Ова не се само нормални тенкови; тие се садови под притисок дизајниран да издржи огромна сила.

Овој притисок го мериме во „бар“. Стандардна автомобилска гума е околу 2 бари. Компресиран водород тенковите често работат на 350 бари или дури 700 бари! Тоа е 700 пати поголем од притисокот на атмосферата. На овие притисоци, водороден гас станува доволно густа за да биде корисно. Ова складирање на водород под висок притисок дозволува а електрично возило со горивни ќелии (FCEV) да се вози стотици милји.

На систем за складирање на водород во возило или фабрика мора да биде робустен. Системи за складирање на компримиран водород користете напредни вентили и регулатори за да го контролирате протокот. Кога ќе го отворите вентилот, на компримиран водород излетува, подготвен за употреба. Тоа е едноставен концепт, но инженерството зад нив резервоари за складирање на водород под висок притисок е неверојатно прецизен. Треба да обезбедиме дека секој резервоар за водород е безбеден и сигурен.

Што е складирање на течен водород и кога се користи?

Складирање на течен водород е шампион во тешка категорија за енергетска густина. Со претворање на гасот во течност, значително ја зголемуваме неговата густина. Ова значи дека можеме да собереме повеќе енергија во помали резервоари за складирање. Ова е клучно за апликации каде што просторот е ограничен, но ви треба многу моќ, како во воздушната или тешката испорака.

Сепак, складирање на течен водород е незгодно. Ви треба посебен „криоген“ резервоар за водород. Овој резервоар делува како супер-термос. Има слоеви на изолација за да ја задржи топлината надвор. Ако водородот се загрее дури и малку, тој повторно врие во гас и се шири. Ова се нарекува „зоврие“. Управувањето со ова вриење е голем предизвик во резервоари за складирање на течен водород.

И покрај предизвиците, складирање на течен водород е од витално значење за глобалното снабдување со водород. Веројатно ќе користат бродови што пренесуваат огромни количества водород низ океаните складирање на течност. Тоа е најефикасниот начин за преместување големи количини на долги растојанија. За а водородна економија за да станеме глобални, треба да го совладаме складирање на течен водород. Се надополнува складирање на компримиран гас со справување со патувањето на долги релации.

Дали материјалите во цврста состојба можат да го револуционизираат складирањето на водород?

Што ако не ни треба висок притисок или екстремен студ? Тоа е ветувањето на складирање во цврста состојба. Во овој метод, ние користиме специјални материјали, како метални хидриди, за да складира водород. На молекули на водород всушност се врзуваат со металните атоми. Тоа е како металот да го „впие“ водородот. Ова складирање на метални хидриди е неверојатно безбеден бидејќи водородот е затворен во цврстата структура.

За да го извадите водородот, едноставно го загревате материјалот. Ова го ослободува гасот. Ова метод на складирање на водород нуди високи волуметриска густина на енергија, што значи дека можете да спакувате многу водород во мал простор без висок притисок. Складирање на водород на метал хидрид е одличен за стационарни апликации, како резервна енергија за зграда.

Сепак, материјалите се тешки. А резервоар за водород исполнет со метален прав тежи многу повеќе од обичен резервоар за гас. Ова прави складирање во цврста состојба помалку идеален за автомобили. Но, истражувачите работат на ново материјали за складирање на водород кои се полесни и побрзи за полнење. Оваа област на технологии за складирање на водород е возбудливо бидејќи решава многу безбедносни проблеми поврзани со високиот притисок.

Кои материјали се користат за изградба на резервоари за складирање на водород под висок притисок?

Ако сакате да складирате гас на 700 бари, не можете само да користите зарѓана стара конзерва. Складирање на водород под висок притисок бара најсовремени материјали. Постојат четири главни типа на резервоар за водород дизајни, класифицирани како тип I до тип IV.

Типот I е направен од целосен челик. Тежок е, но ефтин. Ова е она што често го користиме за стационарни складирање на гас во фабриките. Тип II има челична обвивка завиткана во фиберглас. Малку е полесен. Тип III има алуминиумска обвивка обвиткана во јаглеродни влакна. Сега навлегуваме во хај-тек територија.

Најнапреден е типот IV резервоар за водород. Овој резервоар има пластична обвивка обвиткана во јаглеродни влакна. Исклучително е силен и многу лесен. Ова е резервоар за водород се користи во модерната возила со водородни горивни ќелии. Јаглеродните влакна обезбедуваат сила да се држат компримиран водород, додека пластиката го задржува гасот внатре. Овие тенкови технологии се скапи, но се од суштинско значење за водородна енергија револуција. Како производител, ја гледам побарувачката за овие композити садови под притисок расте секоја година.

Како да се справиме со безбедноста и кршливоста на водород во резервоарите?

Безбедноста е грижа број еден за секој што купува индустриски гасови. Марк добро го знае ова. Една од уникатните опасности од водородот е нешто што се нарекува водородна кршливост. Атомите на водород се толку мали што можат да се движат во металните ѕидови на а резервоар за водород. Откако ќе влезат внатре, тие можат да го направат металот кршлив и склон кон пукање. А распукана складирање на водород под висок притисок резервоарот е катастрофа што чека да се случи.

За да се спречи водородна кршливост, мораме да бидеме многу внимателни со нашите материјали. Ние користиме специјални челични легури кои се отпорен на водородна кршливост. Во резервоарите од тип IV, пластичната обвивка делува како бариера, заштитувајќи ја надворешната структура. Ние, исто така, строго го контролираме притисок и температура за време на полнењето за да се минимизира стресот на резервоар за водород.

На безбедност на складирање на водород вклучува и ригорозни тестирања. Секој систем за складирање на водород се подложува на тестирање на пукање, тестирање на капка и тестирање на оган. Ние третираме водородна енергија со почит. Кога се ракува правилно со десната технологии за складирање на водород, безбеден е како бензин или природен гас. Треба да обезбедиме безбедно складирање на водород да се изгради доверба на пазарот.

Каква улога игра складирањето на водородната енергија во системите за обновлива енергија?

Складирање на водородна енергија е делот што недостасува од сложувалката за обновлива енергија. Сонцето не секогаш сјае, а ветрот не секогаш дува. Ни треба начин да ја складираме таа енергија за подоцна. Батериите се добри за кратко време, но складирање на водородна енергија е најдобро за долго време.

Можеме да користиме вишок енергија од ветер за да работиме на електролизатори, создавајќи водородна енергија. Овој водород го складираме во големи резервоари или дури и во подземно складирање на водород пештери. Потоа, неколку недели или месеци подоцна, кога ни треба струја, го поминуваме водородот низ а горивни ќелии или турбина за производство на струја. Ова се врти водородна енергија во голема батерија за електричната мрежа.

Оваа апликација прави водородна енергија клучен играч во енергетска транзиција. Ни овозможува да користиме повеќе обновлива енергија без да се грижите за затемнување. За индустриски локации, кои имаат а складирање на водородна енергија системот значи дека имате резервна моќност што е чиста и доверлива. Се намалува потрошувачката на енергија од мрежата и ги намалува јаглеродните отпечатоци.

Каква е иднината на водородната економија и инфраструктура?

Иднината е светла за водородна енергија. Гледаме глобален притисок за изградба на водородна инфраструктура. Ова значи повеќе цевководи, повеќе станици за полнење гориво и подобро складирање и транспорт на водород мрежи. На Одделот за енергетика а владите ширум светот инвестираат милијарди за да го направат водородна економија реалност.

Ќе видиме напредок во технологии за складирање на водород. Резервоарите ќе станат полесни и поевтини. Течни органски носители на водород (LOHCs) може да ни овозможат да транспортираме водород како течност слична на масло на нормални температури. Електрични водородни горивни ќелии возилата ќе станат почести на нашите патишта.

За сопствениците на бизниси, ова е можност. Побарувачката за водородна енергија опрема, од резервоари за складирање до Специјални гасови со висока чистота, ќе се зголеми до небо. Оние кои инвестираат во водородна енергија сега ќе го води пазарот. Се движиме кон свет каде водородна енергија ги напојува нашите фабрики, нашите камиони и нашите домови. Возбудливо време е да се биде во бизнисот со гас.

Клучни производи за носење

• Водородната енергија е енергетски носител: Ја складира енергијата произведена од други извори, делувајќи како чиста батерија со висока густина за светот.
• Три главни технологии за складирање: Водородот го складираме како а компримиран гас, А криогена течност, или во материјали во цврста состојба.
• Компримираниот водород е стандарден: За повеќето актуелни апликации, складирање на водород под висок притисок во резервоарите со јаглеродни влакна (тип III и IV) е најефективното решение.
• Безбедноста е најважна: Мора да користиме материјали отпорни на водородна кршливост и следете строги протоколи за да се обезбеди безбедност на водород системи.
• Овозможување на обновливи извори: Складирање на водородна енергија ни овозможува да складираме огромни количини на обновлива енергија на долги периоди, балансирајќи ја електричната мрежа.
• Раст на инфраструктурата: На водородна економија се проширува, со огромни инвестиции во производство на водород, резервоари за складирање, и транспортните мрежи на глобално ниво.