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氫氣箱

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配置於本田FCX平台的氫氣箱

氫氣箱（Hydrogen Tank，或稱為氫氣罐）被用來儲存氫氣[1][2][3]。2001年發表第一款四型（Type IV）氫氣箱，可儲存壓力700巴（70百萬帕斯卡；10,000磅力每平方英寸）的壓縮氫氣。首批配置四型（Type IV）氫氣箱的上路燃料電池車，包括：豐田FCHV、梅賽德斯-賓士F-Cell、和通用汽車HydroGen4。

低壓箱

各式各樣的應用，促使開發出各種不同的氫氣（化學式 H2）儲存方案。最近，「Hy-Can（Hydrogen-Canister）集團」[4]發表小型一公升10巴（1.0百萬帕斯卡；150磅力每平方英寸）的規格。「Horizon Fuel Cells 公司」目前正販售可重複充填的 HydroStik 產品給消費者，擁有3百萬帕斯卡（30巴；440磅力每平方英寸）和金屬氫化物的外形[5]。

一型（Type I）

  • 金屬箱體（鋼/鋁）
  • 可承受最大壓力：鋁為175巴（17.5百萬帕斯卡；2,540磅力每平方英寸）；鋼則為200巴（20百萬帕斯卡；2,900磅力每平方英寸）.

二型（Type II）

  • 金屬箱體（鋁）附加長絲（例如：玻璃纖維/芳香聚醯胺、或碳纖維）纏繞金屬柱狀體[6]。參見「複合材料包裹壓力容器」。
  • 可承受最大壓力：鋁/玻璃纖維為 263巴（26.3百萬帕斯卡；3,810磅力每平方英寸）；鋼/碳纖維或芳香聚醯胺則為299巴（29.9百萬帕斯卡；4,340磅力每平方英寸）。

三型（Type III）

  • 以複合材料、玻璃纖維強化塑膠/芳香聚醯胺、或碳纖維製成箱體，並附加金屬內襯（鋁或鋼）。參見「金屬基複合材料」。
  • 最大可承受壓力：鋁/玻璃纖維為305巴（30.5百萬帕斯卡；4,420磅力每平方英寸）；鋁/芳香聚醯胺為438巴（43.8百萬帕斯卡；6,350磅力每平方英寸）；鋁/碳纖維則為700巴（70百萬帕斯卡；10,000磅力每平方英寸）。

四型（Type IV）

  • 複合箱體，例如：碳纖維箱體附加聚合物內襯（熱塑性塑料）。參見「滾塑」和「纖維強化塑膠」。
  • 最大可承受壓力：塑膠/碳纖維為661巴（66.1百萬帕斯卡；9,590磅力每平方英寸）以上[7][8]。

五型（Type V）

  • 全複合材料無內襯之箱體，「CTD（Composite Technology Development）公司」於2014/1/1已建置完成第一個原型箱體以提供測試[9][10]。

箱體測試和安全考量

參照ISO/TS 15869（修訂版）：

  • 爆破測試：箱體爆裂時的壓力，通常為超過二倍工作壓力以上。
  • 耐壓測試壓力：測試執行時的壓力，通常為工作壓力以上。
  • 洩漏測試、或滲透測試[11]：數值單位為 NmL/hr/L（H2洩漏量NmL/時間hr/箱體容量L）。
  • 疲勞測試：通常為數千次循環的填充/釋放。
  • 篝火測試：箱體暴露於明火。
  • 子彈測試：實彈射擊於箱體。

實際標準EC 79/2009：

  • 美國政府能源部維護一個氫氣安全實務的網站，提供許多關於箱體和配管的資料[12]。他們冷冷地觀察出：「氫氣是一種低黏度、極細微分子，因此就容易出現洩漏。」[13]

金屬氫化物儲存箱

氫化鎂

利用鎂金屬[14]儲存氫氣，是一種安全但和重量成反比的儲存技術，通常壓力需求限制於10巴（1.0百萬帕斯卡；150磅力每平方英寸）。

填充過程會產生熱，而排放過程將需要一些熱量以釋放包含於儲存材料之中的氫氣（H2），必須達到至少300 °C（572 °F） [15]，才能活化這些類型的氫化物。

其他氫化物

參見「氫化鋁鈉」。

研發

  • 2008 - 日本，碳纖維樹脂複合材料（CFRP，Carbon Fiber Reinforced Plastics）預浸料之間三明治夾層的粘土基薄膜[16]。

參見

參考資料

  1. ^ International hydrogen fuel and pressure vessel forum 2010 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2012-09-05.
  2. ^ R&D of large stationary hydrogen/CNG/HCNG storage vessels (PDF). [2016-01-06]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-03）. 
  3. ^ CNG & Hydrogen tank safety, R&D, and testing (PDF). [2016-01-06]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-09-27）. 
  4. ^ Hycan 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2011-12-06.
  5. ^ Horizon HydroStik. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2016-01-01）. 
  6. ^ Onboard storage of hydrogen-Page 2 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2006-11-27.
  7. ^ Onboard type IV vessels (PDF). [2016-01-06]. （原始內容 (PDF)存檔於2007-11-10）. 
  8. ^ KCR-CAE Composite tank (PDF). [2016-01-06]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-03-09）. 
  9. ^ 存档副本. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2015-12-08）. 
  10. ^ 存档副本. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2015-12-09）. 
  11. ^ Modeling of dispersion following hydrogen permeation for safety engineering and risk assessment 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2011-07-23.
  12. ^ U.S. DOE storage safety. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2015-02-11）. 
  13. ^ U.S. DOE best safety practices hydrogen properties. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2015-02-11）. 
  14. ^ CNRS Institut Neel H2 Storage. [2016-01-06]. （原始內容存檔於2016-03-03）. 
  15. ^ Storage by Mc-Phy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  16. ^ Development of a Clay-Plastic Composite Material with Good Hydrogen Gas Barrier Property 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2008-08-21.

外部連結

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