수소 저장 시스템이란 무엇입니까?

그만큼수소 저장 시스템수소 급유 스테이션 (수소 저장 시스템, 압축기 및 수소 급유 기계)의 세 가지 주요 성분 중 하나이지만, 수소 저장 시스템의 적용은 수소 급유 스테이션에만 국한되지 않습니다. 따라서이 기사는 여러 링크에서 수소 저장 노드에 대한 관점을 확장 할 것입니다 : 수소 생산 후 보관, 수소 급유 스테이션으로의 운송 후 보관 및 온보드 수소 저장. 이러한 다른 노드는 또한 수소 저장 용기에 대한 다른 요구 사항을 제시합니다.

수소 저장 시스템이란 무엇입니까?

미국의 Argonne Laboratory의 정의에 따르면, 수소 저장 시스템은 수소 저장 병, 통합 병 밸브, 통합 압력 조절 모듈, 수소 급유 포트, 수소 저장 시스템 컨트롤러 및 각 부품의 압력 완화 및 수소 방전 장치의 여러 주요 구성 요소로 나눌 수 있습니다.

수소 저장 병

수소 저장 병은 수소 저장 시스템의 상용화의 가장 성숙한 분야이며, 많은 회사들이 수소 저장 병 생산에 들어갔다. 수소 저장 병의 기술은 5 세대의 반복을 겪었습니다. 현재, 내부 라이너가없는 V- 타입 병은 섬유 와인딩으로 만 만들어졌습니다.

사용하는 고압 수소 저장 실린더는 주로 4 가지 유형으로 나뉩니다 : 모든 금속 실린더 (타입 I), 금속 내부 라이너 Hoop-wound 실린더 (타입 II), 금속 내부 라이너 섬유 완전히 래핑 된 실린더 (타입 III), 비금속 내부 라이너 섬유 (IV) (IV).

4 세대수소 저장 병현재 널리 사용됩니다. 이는 유형 I 및 II 병이 특성으로 인해 수소 급유 스테이션의 수소 저장 용기로 적합하기 때문에 III 및 IV 병은 각각 자체 용도로 차량 장착 수소 저장 용기로 더 적합하기 때문입니다.

수소 급유 스테이션과 차량 장착 수소 저장이 다른 수소 저장 병을 사용하는 이유는 우선 운송 분야가 수소의 체중 저장 밀도에 대한 요구 사항이 더 높기 때문입니다. 타입 I과 타입 II는 중량 대 볼륨 비율이 크며, 이는 수소 연료 전지 차량의 수소 저장 밀도 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다. 둘째, 수소 저장 용기의 자체 중량 비율은 차량의 전력 성능에 매우 중요합니다. 타입 III 및 타입 IV 병은 섬유 전체 와인딩 구조로 인해 단위 질량 당 중량 대 볼륨 비율이 낮고 수소 저장 밀도가 높습니다. 그들은 현재 널리 사용됩니다수소 연료 전지 차량.

내부에서 외부로 수소 저장 병의 구조에는 안감 재료, 전이 층, 섬유 와인딩 층, 외부 보호 층 및 완충 층이 포함됩니다. 구조 조성을 보려면 IV 형 수소 저장 병을 예로 들어보십시오.

타입 IV 수소 저장 병 및 타입 IV 수소 저장 병 라이너

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   ● 라이너: 병 벽의 총 두께는 약 20 ~ 30mm입니다. 수소와 직접 접촉하는 가장 안쪽 층은 가스 배리어 층이며, 이는 약 2 ~ 3mm 두께입니다. 물질은 PA6, PA612, PA11, HDPE 등으로 수소를 차단하는 데 중요한 역할을합니다.

● 중간 계층 :탄소 섬유 및 에폭시 수지로 구성된 CFRP 탄소 섬유 강화 복합 재료로 만들어진 비교적 두꺼운 압력 저항성 층. 압력 저항 수준을 보장하기위한 전제에 따라, 수소 저장 효율을 향상시키기 위해이 층의 두께가 최소화된다.

● 표면 층: 두께는 약 2 ~ 3mm이고, 재료는 유리 섬유 및 에폭시 수지로 구성된 GFRP 유리 섬유 강화 복합 재료입니다.

타입 IV 수소 저장 병이 온보드 수소 저장에 더 적합한 이유는 내부 탱크의 금속 재료를 변경하고, 중합체 재료를 내부 탱크로 사용하며, 탄소 섬유 복합 재료를 베어링 층으로 사용하기 때문입니다. 수소 저장량 질량 비율은 6%이상에 도달 할 수 있으며, 가장 높은 것은 7%에 도달 할 수 있으므로 비용을 더욱 줄일 수 있습니다.

수소 저장 시스템 구성

수소 저장 병은 수소 저장 시스템의 핵심이지만, 수소 저장 시스템은 일련의 보조 구성 요소의 도움으로 만 안전하게 사용할 수 있습니다.

수소 급유 스테이션의 수소 저장 시스템은 수소 저장 병, 통합 병 밸브, 통합 압력 조절 모듈, 수소 급유 포트, 수소 저장 시스템 컨트롤러 및 다양한 부품의 압력 릴리프 및 수소 방전 장치로 구성됩니다.

통합 병 밸브

통합 병 밸브는 수소 저장 병의 안전성과 수소의 부드러운 전달을 보장하는 핵심 부분입니다. 또한 여러 부품, 즉 필터, 유량 한계 밸브, 열 및 압력 방출 장치, 수동 밸브, 수소 급유 유입구로서의 체크 밸브 및 일련의 온도 및 압력 센서로 구성됩니다.

통합 압력 제어 모듈에는 일반적으로 자동 차단 밸브, 수동 벤트 밸브 (유지 보수 용), 압력 조절기, 비상 압력 릴리프 밸브 및 압력 센서가 포함됩니다.

수소 저장 시스템의 성능은 수소 저장 용량, 시스템 수소 저장 질량 밀도, 시스템 수소 저장량 밀도, 킬로와트시당 수소 저장 비용, 충전 및 배출주기 수명 및 최소 운송 압력을 포함한 몇 가지 중요한 파라미터로 평가 될 수 있습니다.

온보드 수소 저장 시스템 

다른 응용 시나리오로 인해, 온보드 수소 저장 시스템의 구성은 수소 충전소의 수소 저장 시스템의 구성과 다릅니다. 그 구조에는 병 밸브, 수소 공급 파이프, 수소 충전 포트, 고압 수소 파이프 라인, 압력 센서, 일방 통화 밸브, 압력 감소기 및 수소 시스템 트러스가 포함됩니다.

70MPA 연료 전지 온보드 수소 저장 시스템

온보드 수소 저장 시스템은 고정을 위해 트러스를 사용하는 스태킹 형태를 채택합니다. 병의 수는 차량의 전력 및 기타 지표에 따라 다릅니다. 대부분의 상업용 차량에는 6 병이 있으며 배치 모드는 다음과 같습니다.

승용차에서는 2 개의 수소 저장 병이 주로 사용됩니다.

IV 유형 수소 저장 병이 장착 된 수소 연료 전지 차량