Confronto della concentrazione di assorbimento di idrogeno con diversi modelli. Credito:Puchanee Larpruenrudee
I ricercatori della University of Technology Sydney (UTS) e della Queensland University of Technology (QUT) hanno sviluppato un nuovo metodo per migliorare i tempi di ricarica delle celle a combustibile a idrogeno allo stato solido.
L'idrogeno sta guadagnando una notevole attenzione come un modo efficiente per immagazzinare "energia verde" da fonti rinnovabili come l'eolico e il solare. Il gas compresso è la forma più comune di stoccaggio dell'idrogeno, tuttavia può anche essere immagazzinato allo stato liquido o solido.
Il Dr. Saidul Islam, dell'Università della Tecnologia di Sydney, ha affermato che lo stoccaggio di idrogeno solido, e in particolare l'idruro di metallo, sta attirando l'interesse perché è più sicuro, più compatto e ha un costo inferiore rispetto al gas o al liquido compresso e può assorbire e rilasciare in modo reversibile idrogeno.
"La tecnologia di stoccaggio dell'idrogeno a idruro di metallo è l'ideale per la produzione di idrogeno in loco da elettrolisi rinnovabile. Può immagazzinare l'idrogeno per lunghi periodi e, una volta necessario, può essere convertito come gas o una forma di energia termica o elettrica quando viene convertito attraverso una cella a combustibile", disse il dottor Islam.
"Le applicazioni includono compressori a idrogeno, batterie ricaricabili, pompe di calore e accumulo di calore, separazione degli isotopi e purificazione dell'idrogeno. Può anche essere utilizzato per immagazzinare idrogeno nello spazio, da utilizzare nei satelliti e in altre tecnologie spaziali 'verdi'", ha affermato.
Tuttavia, un problema con l'idruro di metallo per l'accumulo di energia dell'idrogeno è stato la sua bassa conduttività termica, che porta a tempi di carica e scarica lenti.
Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo per migliorare i tempi di carica e scarica dell'idrogeno allo stato solido. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Scientific Reports .
Primo autore Puchanee Larpruenrudee, un dottorato di ricerca. candidato alla UTS School of Mechanical and Mechatronic Engineering, ha affermato che una più rapida rimozione del calore dalla cella a combustibile solido si traduce in tempi di ricarica più rapidi.
"Diversi scambiatori di calore interni sono stati progettati per l'uso con l'accumulo di idrogeno idruro metallico. Questi includono tubi diritti, tubi a spirale oa spirale, tubi a forma di U e alette. L'uso di una spirale elicoidale migliora significativamente il trasferimento di calore e massa all'interno dell'accumulo".
"Ciò è dovuto alla circolazione secondaria e alla maggiore superficie per la rimozione del calore dalla polvere di idruro metallico al fluido di raffreddamento. Il nostro studio ha ulteriormente sviluppato una bobina elicoidale per aumentare le prestazioni di trasferimento del calore."
I ricercatori hanno sviluppato una bobina semicilindrica come scambiatore di calore interno, che ha migliorato significativamente le prestazioni di trasferimento del calore. Il tempo di carica dell'idrogeno è stato ridotto del 59% utilizzando la nuova batteria semicilindrica rispetto a un tradizionale scambiatore di calore a batteria elicoidale.
Ora stanno lavorando alla simulazione numerica del processo di desorbimento dell'idrogeno e continuano a migliorare i tempi di assorbimento. A tale scopo verrà ulteriormente sviluppato lo scambiatore di calore a serpentino semicilindrico.
Infine, i ricercatori mirano a sviluppare un nuovo progetto per l'accumulo di energia dell'idrogeno, che combinerà altri tipi di scambiatori di calore. Sperano anche di collaborare con partner del settore per studiare le prestazioni reali del serbatoio in base al nuovo scambiatore di calore. + Esplora ulteriormente
