Hidrojen, ağırlık başına yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir enerji taşıyıcısıdır, ancak aynı zamanda hafif bir gazdır. Hidrojen makalemiz bunu daha ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu nedenle, DASH katı hal hidrojen depolama sistemleri , hidrojen altyapısı için ilginç bir seçenektir. Bu depolarda hidrojen ne sıvı ne de gaz halinde değil, inorganik bir taşıyıcı malzeme olan metal hidrit içinde katı olarak depolanır.
Teknolojinin temelleri #
Bu hidrojen depolama biçiminin temeli, GRZ Technologies tarafından kullanılan metalik bileşiklerin doğru koşullar altında hidrojeni emmesidir. Bu işlem aşağıda gösterilmiştir.
Absorpsiyon sırasında, hidrojen molekülleri (H2) ayrı hidrojen atomlarına (H) ayrılır. Bireysel hidrojen atomları daha sonra metal alaşımının geçiş bölgelerine hareket eder. Tek tek atom çekirdekleri arasındaki mesafeler, gaz fazında olacağından önemli ölçüde daha küçük hale gelir. Sonuç olarak, hidrojen depolamanın hacimsel yoğunluğu çok yüksektir ve sistemin enerji yoğunluğu da öyle. Bu işlem için farklı alaşımlar kullanılabilir. Bir alaşım örneği LaNi5’tir. Hidrojen böyle bir alaşım tarafından emildiğinde aşağıdaki kimyasal reaksiyon gerçekleşir:
LaNi5 + 3H2 ⟶ LaNi5H6
Bu alaşımın bütün bir malzeme sınıfından tek bir örnek olduğunu belirtmek önemlidir. GRZ Technologies mühendisleri, her ürün için en iyi malzemeyi geliştirir ve böylece genel sistemin özelliklerini optimize eder.
Diğer depolama yöntemleriyle karşılaştırma ve teknik avantajlar #
Bununla birlikte, metal hidritleri katı hal hidrojen deposu olarak kullanmak, sadece malzemenin seçimi belirleyici değildir. “Sistem Tasarımı ve Üretimi” bölümünde açıklandığı gibi, genel depolama sisteminin özellikleri de optimize edilmelidir. DASH depolama teknolojisinin önemli bir yönü, yüksek hacimsel depolama yoğunluğudur. Depolama malzemesine bağlıdır ve hem taşıyıcı malzemedeki atomlar arasındaki boşlukların boyutu hem de tek tek H atomları arasındaki mesafe ile sınırlıdır. Westlake kriterine göre (bkz., örneğin, D.G. Westlake, J. Less-Common Metals 91 (1983), s. 275-292), bu teknoloji ile 245 kgH2/m3’e kadar hacimsel depolama yoğunlukları teorik olarak mümkündür. Karşılaştırma için: sıvı hidrojenin yoğunluğu 71 kgH2/m3 ve gaz halindeki hidrojen yaklaşık 900 bar’dır. 40 kgH2/m3. GRZ’nin metal hidrit bazlı teknolojisi son derece döngüye dayanıklıdır ve 25 yıl veya daha fazla kullanım ömrü sağlar. Mevcut kapasitenin tamamını kısıtlama olmaksızın kullanabiliriz. Son olarak, teknolojinin önemli bir özelliği çevre dostu olmasıdır. Metal hidrit hidrojen depolama cihazı DASH, lityum piller gibi mevcut rakip enerji depolama çözümlerine kıyasla önemli ölçüde azaltılmış ekolojik ayak izi ile etkileyicidir. Depolar tamamen geri dönüştürülebilir ve depoların üretimi için kullanılan enerji çok daha düşüktür.
Bu hidrojen depolama biçiminin özellikleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir ve diğer hidrojen depolama biçimleriyle karşılaştırılmıştır:
| Basınçlı gaz (düşük basınç) | Basınçlı gaz (yüksek basınç) | Sıvı | Katı hal | |
| Avantaj -ları | • Kompresör gerektirmez • Yaygın olarak bulunur • Orta basınçlar | • Yüksek hacimsel yoğunluk (özellikle 700 bar(g)) | • Yüksek hacimsel yoğunluk •Ölçeklenebilir | • Düşük seviyeli depolama maliyeti • Çok yüksek hacimsel yoğunluk • Mükemmel güvenlik • Düşük basınç • Bakım gerektirmez • Kompresör veya sıvılaştırıcı gerekmez • Şarj ve deşarj sırasında kayıp olmaz |
| Dezavantaj -ları | • Büyük hacim • Depolama kapasitesinin tamamı kullanılamaz • Güvenlikle ilgili kısıtlamalar ve maliyet | • Sıkıştırma sırasında önemli enerji kayıpları • Kapasitenin tamamı kullanılamaz • Güvenlikle ilgili kısıtlamalar • Kompresör gereklidir | • Sıvılaştırma sırasında önemli enerji kayıpları • Güvenlikle ilgili kısıtlamalar • Teknik karmaşıklık: Kaynama, sürekli soğutma gerekli, vb. | • Daha düşük gravimetrik yoğunluk |
