Quais são as tecnologias de armazenamento de hidrogênio? (II) - Armazenamento de base física (gás ou líquido)

Quais são as tecnologias de armazenamento de hidrogênio? (II) - Armazenamento de base física (gás ou líquido)

Métodos de armazenamento de hidrogênio utilizados pela indústria e pela academia podem ser divididos em dois tipos:

Armazenamento baseado em física (gasoso ou líquido)

Armazenamento baseado em materiais (hidrogênio interagindo com materiais de armazenamento)

No armazenamento baseado em materiais, o hidrogênio é armazenado em três meios diferentes: hidretos metálicos (meio sólido), transportadores de hidrogênio líquido e armazenamento na superfície do material.

2.1 Armazenamento de hidreto metálico

O hidrogênio molecular é adsorvido à superfície do metal em um sistema de armazenamento de hidreto metálico e, em seguida, o elemento (H) é introduzido na rede metálica por meio da saída de calor e liberado junto com a entrada de calor. Em comparação com o armazenamento físico tradicional, os hidretos metálicos têm muitas vantagens, como alta densidade de volume, segurança, baixa temperatura e pressão operacional, etc. A densidade aparente da maioria dos hidretos está bem acima de 80 kg/m3.

O hidreto metálico é um composto composto por certos elementos metálicos e um elemento hidrogênio. Tais compostos possuem propriedades químicas ativas e pequenas reservas, mas possuem alto valor de uso. O hidreto metálico é exotérmico ao encher o hidrogênio; quando liberado hidrogênio, endotérmico; este ciclo endotérmico de liberação de calor pode ser usado para armazenar e transmitir calor

2.2 Transportador de hidrogênio orgânico líquido

O princípio da tecnologia de armazenamento de hidrogênio orgânico líquido (LOHC, abreviadamente) é usar um par de reações reversíveis entre agentes de armazenamento de hidrogênio, como olefinas, alcinos ou hidrocarbonetos aromáticos e hidrogênio, para obter hidrogenação e desidrogenação. A densidade de armazenamento em massa de hidrogênio está entre 5% e 10%, tem uma grande capacidade de armazenamento de hidrogênio, e o material de armazenamento de hidrogênio é matéria orgânica líquida, que pode ser transportada em temperatura e pressão normais, o que é conveniente e seguro. LOHC pode armazenar quimicamente hidrogênio em alta densidade sob condições ambientais nominais. ao encher com hidrogênio, é exotérmico; quando liberado hidrogênio, endotérmico.

2.3 Sistemas de armazenamento superficial (adsorventes)

O hidrogênio também pode ser armazenado reversivelmente como sorbato por adsorção, via forças de van der Waals, em materiais com áreas superficiais muito específicas. Alguns materiais adsorventes incluem estruturas metal-orgânicas (MOFs), zeólitas, nanotubos de carbono, etc. As temperaturas operacionais necessárias são mais baixas e as pressões com esta forma de armazenamento são mais altas. Os sistemas de armazenamento de superfície também apresentam baixa densidade volumétrica.