Способы хранения водорода

Низкая плотность газообразного водорода,

низкая температура его ожижения,

а также высокая взрывоопасность

в сочетании с негативным воздействием

на свойства конструкционных материалов,

ставят на первый план проблемы

разработки эффективных и безопасных

систем хранения водорода –

именно эти проблемы сдерживают развитие

водородной энергетики в настоящее время.

В соответствии с классификацией департамента энергетики США, методы хранения водородного топлива можно разделить на 2 группы:

Физические методы хранения водорода:

Сжатый газообразный водород:

- газовые баллоны;

- стационарные массивные системы хранения, включая подземные резервуары;

- хранение в трубопроводах;

- стеклянные микросферы.

Жидкий водород:

-стационарные и транспортные криогенные контейнеры.

Химические методы хранения водорода:

Адсорбционные:

-цеолиты и родственные соединения;

-активированный уголь;

-углеводородные наноматериалы.

Абсорбция в объёме материала (металлогидриды)

-алонаты;

-фуллерены и органические гидриды;

-аммиак;

-губчатое железо;

-водореагирующие сплавы на основе алюминия и кремния.

Хранение газообразного водорода. Применяют газгольдеры,

естественные подземные резервуары

(водоносные породы, выработанные месторождения нефти и газа),

хранилища, созданные подземными атомными взрывами.

Хранение газообразного водорода в соляных кавернах,

создаваемых путём растворения соли водой через боровые скважины.

Для хранения газообразного водорода при давлении до 100 МПа

используют сварные сосуды с двух- или многослойными стенками.

Внутренняя стенка такого сосуда выполнена из нержавеющей стали

Одним из наиболее перспективных способов хранения

больших количеств водорода является

хранение в водоносных горизонтах.

Годовые потери составляют при таком способе хранения 1 – 3%.

Эту величину потерь подтверждает опыт хранения природного газа.

Баллоны для хранения водорода достаточно просты и компактны.

Однако для хранения 2 кг Н₂ требуются баллоны массой 33 кг.

Большие количества водорода можно хранить

в крупных газгольдерах под давлением.

Газгольдеры обычно изготовляют из углеродистой стали.

Рабочее давление в них обычно не превышает 10 МПа.

Вследствие малой плотности газообразного водорода

хранить его в таких ёмкостях выгодно лишь

в сравнительно небольших количествах.

Повышение же давление сверх указанного до сотен мегапаскаль,

вызывает трудности, связанные с водородной коррозией углеродистых сталей,

и приводит к существенному удорожанию подобных ёмкостей.

Для хранения очень больших количеств водорода

экономически эффективным является

способ хранения истощённых газовых и водоносных пластах.

В США насчитывается более 300 подземных хранилищ газа.

Газообразный водород в очень больших количествах хранится в соляных кавернах глубиной 365 м при давлении водорода 5 МПа.

Опыт продолжительного хранения (более 10 лет)

в подземных газохранилищах газа с

содержанием 50 % водорода показал полную возможность

его хранения без заметных утечек.

Хранение жидкого водорода. Среди многих свойств водорода,

которые важно учитывать при его хранении в жидком виде,

одно является особенно важным.

Водород в жидком состоянии находится в узком интервале температур:

от точки кипения 20К до точки замерзания 17К.

Жидкий водород в больших количествах хранят

в специальных хранилищах объёмом до 5 тыс. м³.

Дата добавления: 2014-01-06