Hydrogen

SotayTank ile Enerji Dönüşümü

SotayTank, zamanla su yumuşatma cihazlarımızın reçinesi için kullanılan cam elyaf tankı, diğer sektörlere yönelik yüksek kaliteli bir kompozit ürün olan “Tip IV” olarak geliştirmeyi hayal etti. Özellikle enerji depolama pazarı için.

Amacı, hidrojeni barındırabilecek şekilde tanklar tasarlamaktır. Yüksek basınçlı gaz halinde depolama prensibi doğrultusunda enerji taşıma tasarımına entegre edilecek depolama tankları.

Hidrojenin temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak potansiyeli açıkça ortaya çıktığından, enerji uygulamaları için gereken büyük miktarlardaki H2’yi nasıl depolamanın en iyi yolunun ne olduğu konusunda pazarda farklı görüşler bulunmaktadır.

Cam elyaf silindirler, karbon elyaf hidrojen depo tankları

Yenilenebilir Depolama. Enerjinin Etkili Bir Şekilde Hidrojen Formunda Saklanması

Hidrojen, gerçekten geleceğin enerji taşıyıcısı haline gelmelidir, bu nedenle her zaman kullanılabilir olmalıdır. Bu bağlamda, etkili depolama ve dağıtım yöntemlerini geliştirmek kritik bir meseledir. Şu anda, üreticilerin teknik ve ekonomik istikrarlı özellikler sunana kadar hidrojenin depolanması, endüstrideki şişelerin durumunda, yoğunluk ve yoğunluk açısından en iyi uzlaşmayı sunan bir çözüm olarak kabul edilmektedir.

Saklama yöntemi hidrojenin haline bağlı olarak üç farklı stratejiye ayrılmıştır (katı, sıvı ve gaz). Ancak gaz halinde depolama, geleceğe yönelik en umut verici seçenek olarak kalmaktadır.

Depolama modu ve basınçlarına ilişkin ilerlemeler, endüstride dağıtılan şişelerin durumunda 200 bardan 350 bara çıkışla kaydedilmiştir. NPROXX’un 500 bar Tip IV basınçlı kapları artık sertifikalıdır. Bu kaplar dünya genelinde hidrojen taşımayı ve depolamayı müşterilere sağlamaktadır. Şu anda, geliştirmeler 700 barlık basınçlara dayanabilen depolama tanklarına yönlendirilmektedir.

Daha kolay ve verimli bir taşıma için, hidrojen, ‘Tip IV’ (genellikle karbon elyaf) kompozit malzemelerle kaplı tanklarda veya şişelerde depolanır. Bu durumda, astar yükü taşımaz, yalnızca hidrojen sızdırmazlığını sağlar. Polimerlerin özel özellikleri, tankın yorgunluk dayanımını önemli ölçüde artırır ve düşük yoğunluğu, toplam kütleyi azaltmaya olanak tanır. Bu kombinasyon, Tip III tanklarıyla (700 bar) karşılaştırılabilir yüksek basınç seviyelerine ulaşmayı mümkün kılar. Tip IV hidrojen depolama şu anda en gelişmiş teknolojidir.

Şu anki tip IV depo tanklarının geliştirilmesi, üreticilerin belirlediği teknik ve ekonomik özellikler göz önüne alındığında, yanlış boyutlandırılmış bir tankın güvenlik, güvenilirlik, performans ve maliyet açısından ciddi sonuçları olabilir. Tankların performansını ve dayanıklılığını artırmak için hala ilerlemeler ve çeşitli testler gerekmektedir.

Bu bağlamda, SotayTank şirketi içindeki yatırım projesi yer almaktadır. Hidrojenin enerji depolama ve taşıma alanındaki uygulamalar için tip IV kompozit karbon/epoksi depo tanklarında depolanması konusunu inceledik. Amacımız, tankın farklı bileşenlerinin hasar mekanizmalarını belirlemek, bunların normal servis koşullarındaki dayanıklılığını (kazalar/olaylar dışında) tespit etmek ve teknoloji, tasarım, geliştirme ve karakterizasyon araçları hakkında deneyim sağlamaktır.

Bu hedeflere ulaşmak için şu adımlar gerekmektedir:

• Kullanılan malzemelerin mekanik ve fiziksel davranışını karakterize etmek
• Yüksek basınç altında sızdırmazlığını garanti etmek için hızlandırılmış yorgunluk testleri yapmak
• Malzemelerin fiziksel özellikleri ve hasarlarına ilişkin veritabanlarını geliştirmek için çok ölçekli simülasyonlar yapmak
• Tam depo tanklarının simülasyonu için mühendislik bürolarına davranış yasaları ve boyutlandırma kriterleri sunmak.

Bu süreç, yatırım yardımı projesi içinde sunulmaktadır. Araştırma ve geliştirme faaliyetlerimiz, bu tankları oluşturan malzemelerin mekanik dayanıklılığını zaman içinde iyileştirmeyi içerir. Mükemmel sızdırmazlık sağlamak için yüksek basınçlı dolum ve geçirgenlik döngülerini içeren hızlandırılmış yorgunluk testleri yapmamız gerekmektedir. Bu çalışmalar, malzemelerin davranışının bilimsel temellerini atmaya ve tankların tasarım kriterlerini belirlemeye katkıda bulunacaktır.

Bu araştırma çalışmaları sayesinde, SotayTank, son kullanıcı için maksimum güvenliği sağlamak için uygulanması gereken güvenlik standartlarını belirlemede etkili bir aktör haline gelmektedir.

SotayTank için bir diğer araştırma alanı, şişelerin kullanımı sırasında kontrol teknolojilerinin geliştirilmesidir. Bu adım aynı zamanda kullanıcıların güvenliği için hayati önem taşır ve mikroçatlaklar gibi kusurların olmadığından emin olmak için bu tür anormallikleri tespit etmek için akustik emisyon gibi yıkıcı olmayan kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir.

Hidrojen, muhtemelen tüm elementlerin en hafifi ve güçlüsüdür. Bu iki özellik göz önüne alındığında, büyük miktarda hidrojeni bir yakıt hücresine veya termal motoruna sağlamak büyük bir öneme sahiptir. Dolayısıyla hidrojen, bir kamyon veya tren gibi mobil bir uygulamada yakıt hücresini beslemek için yeterli yakıtı tutabilecek yüksek yoğunlukta depolanmalıdır. Bu amaca ulaşmanın iki ana erişilebilir yolu, H2’yi yüksek basınçlı gaz veya kriyojenik sıvı olarak depolamaktır.

Her iki yaklaşımın avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Büyük miktarların taşındığı zamanlar için sıvı depolama, hacmi büyük ölçüde azaldığı için daha iyi çalışabilir. Örneğin, kriyojenik sıvıların büyük miktarda hidrojen taşıma amacıyla sıkça kullanıldığı, Orta Doğu’da doğalgazın devasa tank gemileri ile taşındığı gibi. Ancak bu seçenek, hidrojenin modern çeşitli kullanım yöntemlerine uygun bir çözüm sunmamaktadır. SotayTank olarak, hidrojenin günlük depolama savaşının zaten ve gelecekte, sağlam ve hafif karbon fiber tip IV basınçlı kaplarda yüksek basınçlı gazla kazanıldığına inanıyoruz.