Світ швидко змінюється, і разом із ним змінюється те, як ми забезпечуємо своє життя. Як власник фабрики в Китаї з сімома виробничими лініями, присвяченими промисловим газам, я, Аллен, роками спостерігав за розвитком галузі. Ми відходимо від традиційних видів палива та дивимось у бік чистішого горизонту. Цей обрій освітлений воднева енергія. Ця стаття написана для бізнес-лідерів, таких як Марк Шен, — рішучих, далекоглядних людей, які хочуть зрозуміти суть цієї зміни.

Чому ви повинні це прочитати? Тому що розуміння воднева енергія це не просто збереження планети; це про розумний бізнес. Ми збираємося дослідити критичні технології, що стоять за ними виробництво водню і резервуари для зберігання які роблять це можливим. Ми поринемо в складний світ зберігання енергії і технологія зберігання що зберігає його в безпеці. Від технології зберігання водню як стиснений водень до просунутого зберігання водню під високим тиском рішення, ми розглянемо це все. Ми розглянемо бак для водню у новому світлі, розуміння види водню системи, які будуть живити майбутнє енергетична система. Це ваша дорожня карта до воднева економіка.

Що таке воднева енергетика і чому вона критична для майбутнього?

Воднева енергетика часто називають паливом майбутнього, але насправді це енергоносій. Це означає, що він зберігає та переміщує енергію, подібно до акумулятора, а не створює її з нуля, як нафта чи вугілля. Воднева енергетика є чистим. Коли ви використовуєте його в a паливний елемент, єдиний вихлоп - чиста вода. Для світу, який намагається зменшити забруднення, воднева енергія це диво.

Але чому всі говорять про воднева енергія зараз? Це тому, що нам потрібен a чистий енергоносій які можуть піднімати важкі речі. Акумулятори чудово підходять для автомобілів, але для великих вантажівок, кораблів і літаків вони занадто важкі. Воднева енергетика містить багато ударів у легкій упаковці. Має високу густини енергії за вагою. Це робить воднева енергія ідеальний партнер для відновлювана енергія такі джерела, як вітер і сонце. Ми можемо використовувати додаткову сонячну енергію, щоб виробляти водень, зберігати його, а потім використовувати воднева енергія коли сонце не світить.

Для таких компаній, як моя та ваша, воднева енергія означає масштабну зміну в ланцюжку постачання. Ми бачимо рух до стійка енергетика де воднева енергія відіграє центральну роль. усиновлення воднева енергія це не просто тренд; це необхідний крок для a стале енергетичне майбутнє. Як ми дивимося на оцінка водню як глобальний ресурс, це зрозуміло воднева енергія тут, щоб залишитися.

Як виробництво водню працює для підтримки зеленої економіки?

Перш ніж ми зможемо його зберігати, ми повинні це зробити. Виробництво водню це перший крок у ланцюжку. В даний час більшість водню виробляється з природного газу. Це дешево, але створює вуглекислий газ. Однак галузь поспішає до цього зелений водень. Це є генерація водню використання води та електроенергії з відновлюваних джерел.

На моєму заводі ми розуміємо, що якість газу має значення. Виробництво водню має бути чистим, особливо для використання в a водневий паливний елемент. Навіть дрібні домішки можуть зіпсувати a паливний елемент. Ось чому виробництво водню технології стають все більш прогресивними. Ми використовуємо електролізери для розщеплення води на кисень і водень. Це чиста та стійка енергія метод є серцем майбутнього воднева економіка.

але виробництво водню це лише половина справи. Коли ви робите газ, ви повинні його кудись помістити. Вам потрібно a система зберігання. Ось де проблема. Гідроген — найлегший елемент у Всесвіті. Воно хоче втекти. Ефективне підключення виробництво водню з ефективним рішення для зберігання водню є ключем до створення цілого енергетична система працювати. Без хорошого зберігання, виробництво водню витрачається даремно.

Які основні типи доступних сьогодні технологій зберігання водню?

Отже, як ми утримуємо цей легкий газ в одному місці? Є три основних технології зберігання водню: газ, рідина, тверде тіло. Кожен спосіб зберігання має свої плюси і мінуси. Найпоширеніші технологія зберігання є зберігання газоподібного водню. Це передбачає стиснення газу резервуари для зберігання при дуже високому тиску.

Другий спосіб зберігання рідкого водню. Якщо охолодити водень до -253°C, він перетворюється на рідину. Це дозволяє зберігати набагато більше водню в одному просторі. Однак підтримання його таким холодним вимагає багато енергії. Це зберігання рідини в основному використовується для космічних ракет або спеціалізованого транспорту.

Третій, і найбільш футуристичний, це твердотільний накопичувач. Це використовує матеріали для зберігання водню вбирати газ як губка. Це дуже безпечно, але баки можуть бути важкими. Як ми досліджуємо технології зберігання водню, ми повинні збалансувати вагу, вартість і безпеку. Для промислового використання, як те, що купує Марк, стиснений водень в сильний бак для водню є стандартом. Він найбільш зрілий технологія зберігання водню ми маємо прямо зараз.

Як насправді працюють резервуари для зберігання стисненого водню?

Давайте копати глибше стиснений водень. Уявіть собі, що ви намагаєтесь помістити спальний мішок у крихітний мішок. Ви повинні сильно натиснути. Це те, що ми робимо зберігання стисненого водню. Ми використовуємо компресори, щоб нагнітати газ у a бак для водню. Це не просто звичайні танки; вони є посудини під тиском розроблений, щоб витримувати величезну силу.

Ми вимірюємо цей тиск у «барах». Стандартна автомобільна шина має тиск близько 2 бар. Стиснений водень резервуари часто працюють під тиском 350 бар або навіть 700 бар! Це в 700 разів перевищує тиск атмосфери. При цих тисках, водень стає достатньо щільним, щоб бути корисним. Це зберігання водню під високим тиском дозволяє a електричний автомобіль на паливних елементах (FCEV), щоб проїхати сотні миль.

The система зберігання водню у транспортному засобі чи на заводі має бути надійним. Системи зберігання стисненого водню використовуйте вдосконалені клапани та регулятори для контролю потоку. Коли ви відкриваєте клапан, стиснений водень виходить, готовий до використання. Це проста концепція, але техніка, що стоїть за ними резервуари для зберігання водню високого тиску неймовірно точний. Ми повинні переконатися, що кожен бак для водню є безпечним і надійним.

Що таке зберігання рідкого водню і коли воно використовується?

Зберігання рідкого водню є чемпіоном у важкій вазі за щільністю енергії. Перетворюючи газ на рідину, ми значно збільшуємо його густину. Це означає, що ми можемо вмістити більше енергії в менші резервуари для зберігання. Це має вирішальне значення для застосувань, де простір обмежений, але вам потрібна велика потужність, як-от у авіакосмічній галузі чи важких транспортних засобах.

однак, зберігання рідкого водню це складно. Вам потрібен спеціальний «кріогенний» бак для водню. Цей резервуар діє як супертермос. Він має шари ізоляції для запобігання тепла. Якщо водень хоч трохи нагріється, він знову закипить у газ і розшириться. Це називається «відкипанням». Управління цим википанням є серйозною проблемою резервуари для зберігання рідкого водню.

Незважаючи на труднощі, зберігання рідкого водню є життєво важливим для глобального подача водню. Ймовірно, використовуватимуть кораблі, що перевозять величезну кількість водню через океани зберігання рідини. Це найефективніший спосіб переміщення великих обсягів на великі відстані. для a воднева економіка щоб вийти на глобальний рівень, нам потрібно опанувати зберігання рідкого водню. Це доповнює зберігання стисненого газу впоравшись із довгостроковими поїздками.

Чи можуть твердотільні матеріали революціонізувати зберігання водню?

Що, якби нам не потрібен був високий тиск чи сильний холод? Це обіцянка твердотільний накопичувач. У цьому методі ми використовуємо спеціальні матеріали, такі як гідриди металів зберігати водень. The молекули водню насправді зв'язуються з атомами металу. Це ніби метал «вбирає» водень. Це зберігання металогідридів неймовірно безпечний, оскільки водень заблокований у твердій структурі.

Щоб вивести водень, ви просто нагріваєте матеріал. Це вивільняє газ. Це спосіб зберігання водню пропозиції високі об'ємна щільність енергії, тобто ви можете упакувати багато водню в невеликий простір без високого тиску. Металогідридне зберігання водню чудово підходить для стаціонарних застосувань, наприклад для резервного живлення для будівлі.

Однак матеріали важкі. А бак для водню наповнений металевим порошком важить набагато більше звичайного бензобака. Це робить твердотільний накопичувач менш ідеальний для автомобілів. Але дослідники працюють над новими матеріали для зберігання водню які легші та швидше заповнюються. Ця площа технології зберігання водню захоплюючий, оскільки він вирішує багато проблем безпеки, пов’язаних із високим тиском.

Які матеріали використовуються для створення резервуарів для зберігання водню високого тиску?

Якщо ви збираєтеся зберігати газ під тиском 700 бар, ви не можете просто використовувати стару іржаву каністру. Зберігання водню під високим тиском вимагає найсучасніших матеріалів. Існує чотири основних типи бак для водню конструкції, класифіковані як Тип I - Тип IV.

Тип I повністю виготовлений зі сталі. Він важкий, але дешевий. Це те, що ми часто використовуємо для стаціонару зберігання газу на заводах. Тип II має сталевий вкладиш, загорнутий у скловолокно. Він трохи світліший. Тип III має алюмінієвий вкладиш, обмотаний вуглецевим волокном. Зараз ми переходимо на територію високих технологій.

Найдосконалішим є тип IV бак для водню. Цей бак має пластиковий вкладиш, обмотаний вуглецевим волокном. Він надзвичайно міцний і дуже легкий. Це бак для водню використовується в сучас автомобілі на водневих паливних елементах. Вуглецеве волокно забезпечує міцність утримання стиснений водень, а пластик утримує газ всередині. Ці танкові технології коштують дорого, але вони необхідні для воднева енергія революція. Як виробник я бачу попит на ці композити посудини під тиском щороку зростає.

Як ми вирішуємо питання безпеки та водневої крихкості в резервуарах?

Безпека — це питання номер один для кожного, хто купує промислові гази. Марк це добре знає. Однією з унікальних небезпек водню є те, що називається водневе окрихчення. Атоми водню настільки малі, що вони можуть зрушуватися з металевих стінок a бак для водню. Потрапляючи всередину, вони можуть зробити метал крихким і схильним до розтріскування. Тріснув зберігання водню під високим тиском танк - це катастрофа, яка чекає, щоб статися.

Для запобігання водневе окрихчення, ми повинні бути дуже обережними з нашими матеріалами. Ми використовуємо спеціальні сталеві сплави, які є стійкий до водневої крихкості. У резервуарах типу IV пластиковий вкладиш діє як бар’єр, захищаючи зовнішню конструкцію. Ми також суворо контролюємо тиск і температура під час наповнення, щоб мінімізувати навантаження на бак для водню.

The безпека зберігання водню також передбачає суворе тестування. кожен система зберігання водню проходить випробування на розрив, падіння та вогонь. Лікуємо воднева енергія з повагою. При правильному поводженні з правом технології зберігання водню, він такий же безпечний, як бензин або природний газ. Ми повинні забезпечити безпечне зберігання водню створити довіру на ринку.

Яку роль відіграє зберігання водневої енергії в системах відновлюваної енергетики?

Накопичувач енергії водню це відсутня частина головоломки відновлюваної енергії. Не завжди сонце світить, і не завжди вітер дме. Нам потрібен спосіб зберігати цю енергію на потім. Батареї хороші для короткого часу, але зберігання водневої енергії найкраще підходить для тривалого періоду.

Ми можемо використовувати надлишок енергії вітру для роботи електролізерів, створюючи воднева енергія. Ми зберігаємо цей водень у великих резервуарах або навіть у підземне сховище водню печери. Потім, через тижні чи місяці, коли нам знадобиться електроенергія, ми пропускаємо водень через a паливний елемент або турбіна для виробництва електроенергії. Це обертається воднева енергія у масивну батарею для електричної мережі.

Ця програма робить воднева енергія ключовим гравцем у перехід енергії. Це дозволяє нам використовувати більше відновлювана енергія не турбуючись про знеструмлення. Для промислових об'єктів, що мають a зберігання водневої енергії система означає, що у вас є чисте та надійне резервне живлення. Це зменшує споживання енергії від мережі та зменшує вуглецеві сліди.

Яке майбутнє водневої економіки та інфраструктури?

Світле майбутнє для воднева енергія. Ми спостерігаємо глобальний поштовх до створення воднева інфраструктура. Це означає більше трубопроводів, більше заправних станцій і краще зберігання та транспортування водню мережі. The Департамент енергетики і уряди в усьому світі інвестують мільярди, щоб зробити воднева економіка реальність.

Ми побачимо прогрес у технології зберігання водню. Танки стануть легшими і дешевшими. Рідкі органічні носії водню (LOHCs) можуть дозволити нам транспортувати водень у вигляді нафтоподібної рідини за нормальних температур. Електричний водневий паливний елемент автомобілі стануть більш поширеними на наших дорогах.

Для власників бізнесу це можливість. Попит на воднева енергія обладнання, від резервуари для зберігання до Спеціальні гази високої чистоти, різко зросте. Ті, хто інвестує в воднева енергія тепер буде лідирувати на ринку. Ми рухаємося до світу, де воднева енергія живить наші заводи, наші вантажівки та наші будинки. Це захоплюючий час бути в газовому бізнесі.

Ключові висновки

• Воднева енергія є носієм енергії: Він зберігає енергію, вироблену з інших джерел, діючи як чиста батарея високої щільності для всього світу.
• Три основні технології зберігання: Ми зберігаємо водень як a стиснений газ, а кріогенна рідина, або в твердотільні матеріали.
• Стиснений водень є стандартним: Для більшості сучасних програм, зберігання водню під високим тиском в баках з вуглецевого волокна (Тип III і IV) є найефективнішим рішенням.
• Безпека понад усе: Ми повинні використовувати матеріали, стійкі до водневе окрихчення і дотримуйтесь суворих протоколів, щоб забезпечити безпечність водню системи.
• Увімкнення відновлюваних джерел енергії: Накопичувач енергії водню дозволяє зберігати величезну кількість відновлюваної енергії протягом тривалого часу, балансуючи електричну мережу.
• Зростання інфраструктури: The воднева економіка розширюється за рахунок великих інвестицій виробництво водню, резервуари для зберігання, а також транспортні мережі по всьому світу.