18 4(31)|2023 TECHNOLOGIE WODOROWE Dobranie prawidłowego oplotu Dobór odpowiedniego materiału na wykonanie oplotu wokół całej powierzchni zbiornika jest sprawą kluczową. Ważne są tu parametry konstrukcyjne i technologiczne samego zbiornika. Należą do nich m.in. grubość i geometria nawijania oplotu – te dwa parametry są od siebie zależne. Dobranie prawidłowej geometrii oplotu do wcześniej wyznaczonych naprężeń w zbiorniku pozwala na ustalenie optymalnej grubości warstw włókna oplatającego zbiornik. Należy podkreślić, że 70% wartości całego zbiornika to zewnętrzy oplot z włókna, a prawidłowy dobór parametrów nawijania może pozwolić na 30-procentowe oszczędności. Włókna węglowe poprzez swoje unikalne parametry są niemalże idealnym materiałem do wykonania oplotu dla zbiorników wodorowych. Ich największą wadą jest ich cena, ponieważ są one najdroższe spośród wszystkich dostępnych materiałów używanych w procesie nawijania. Dla zbiorników typu IV dostępne są rozwiązania konstrukcyjne bazujące na oplocie z włókien: węglowych, szklanych i bazaltowych oraz rozwiązań hybrydowych, polegających na wykonaniu oplotu w połączeniu kilku rodzajów materiału. wymi wypełniaczami (najczęściej substancjami nieorganicznymi), które poprawiają parametry samego polimeru, takie jak: • właściwości mechaniczne, • właściwości barierujące, • odporność na działanie substancji chemicznych. Ponadto zwiększają one wytrzymałość na absorbcję wody. Przykładem takiego materiału jest połączenie HDPE z cząstkami grafenu, dzięki czemu wkładka wykonana z takiego materiału jest o 40% bardziej szczelna. Znajdujące się wewnątrz polimeru cząsteczki grafenu tworzą dodatkową barierę dla wodoru. Oczywiście, wkładki do zbiorników mogą być również wykonane z innych polimerów, takich jak: politereftalan etylenu (PET), polioksymetylen (POM) oraz kopolomer etylenu i alkoholu winylowego (EVOH). Producenci zwykle równoważą koszt wykonania z funkcją i bezpieczeństwem użytkowania. Materiały, z którego wykonane są wkładki, powinny charakteryzować się niezawodnością i wysoką wytrzymałością na obciążenia mechaniczne oraz termiczne (w przedziale od -60°C do +120°C), a przede wszystkim nie powinny reagować z wodorem. Źródło: HYDROGEN PRODUCTION AND STORAGE (International Energy Agency) Rys. 2. Zbiorniki wodorowe typu IV Dodatkowe zabezpieczenie przed czynnikami zewnętrznymi, np. przed agresywnym środowiskiem zewnętrznym, oraz ochrona przed ścieraniem Dodatkowa wkładka izolująca Dodatkowe zabezpieczenie zbiornika w razie uderzenia przejmuje część energii, chroniąc zbiornik przed uszkodzeniem Zawór ręczny lub elektryczny albo regulator w zbiorniku Polimerowa wkładka wewnętrzna W porównaniu ze stalową wkładką zbiornika charakteryzuje się niską wagą oraz odpornością na oddziaływanie wodoru (kruchość wodorową). Posiada bardzo dobre właściwości barierujące oraz ma możliwość dowolnego formowania Zewnętrzne wzmocnienie z włókna węglowego lub szklanego Najważniejszy element zbiornika typu IV, odpowiada on za nadanie odpowiednich parametrów wytrzymałościowych. Cechuje się niską wagą, dużą odpornością na oddziaływanie czynników zewnętrznych oraz wytrzymałością na zmęczenie, pełzanie lub relaksację Dodatkowa powłoka ochronna na powierzchni zbiornika
RkJQdWJsaXNoZXIy NzIxMjcz