Τι είναι ο συμπιεστής υδρογόνου;

Ο συμπιεστής υδρογόνου είναι μια συσκευή σχεδιασμένη ειδικά για τη συμπίεση του αερίου υδρογόνου για αποθήκευση.Η χαμηλή πυκνότητα υδρογόνα καθιστά ένα δύσκολο μέσο για την αποθήκευση, καθώς απαιτεί εξαιρετικά υψηλές πιέσεις δεξαμενής μεταξύ 5.000 και 10.000 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (PSI).Οι εμπορικοί συμπιεστές υδρογόνου είναι γενικά παλινδρομικοί τύποι με το πιο κοινό καθοδηγούμενο εμβόλου/μεταλλικό διάφραγμα και παραλλαγές ρότορα.Παρόλο που αυτά τα σχέδια είναι βασικά θετικές αντλίες μετατόπισης, υπάρχουν αρκετοί άλλοι συμπιεστές υδρογόνου, όπως τα υδρίλη και οι ηλεκτροχημικοί τύποι που δεν έχουν καθόλου κινούμενα μέρη.Τα περισσότερα σχέδια συμπιεστή υδρογόνου, ωστόσο, χαρακτηρίζονται από τις υψηλές δυνατότητες πίεσης εξόδου με μέσες πιέσεις παράδοσης που υπερβαίνουν τα 15.000 psi.

Το υδρογόνο είναι από καιρό ένα συστατικό καυσίμου για τους πυραυλικούς κινητήρες και πρόσφατα αποτελεί αντικείμενο έντονης επιστημονικής εξέτασης ως δυναμικούΕναλλακτική λύση μεγάλης κλίμακας στα ορυκτά καύσιμα.Όλες αυτές οι εφαρμογές απαιτούν την αποθήκευση του υδρογόνου υπό υψηλή πίεση, συνήθως στην περιοχή από 5.000 έως 10.000 psi.Αυτό οφείλεται, εν μέρει, στη χαμηλή πυκνότητα του αερίου υδρογόνου σε ατμοσφαιρική πίεση.Σε αυτές τις χαμηλές πιέσεις, ένα γραμμάριο αερίου υδρογόνου έχει όγκο σχεδόν 3 γαλόνια (11 λίτρα), το οποίο απαιτεί να συμπιεστεί έντονα το αέριο, εάν πρόκειται να αποθηκευτεί.Οι μονάδες συμπιεστή υδρογόνου χρησιμοποιούνται για τη συμπίεση του αερίου σε τεράστιες πιέσεις, συχνά πάνω από 15.000 psi, έτσι ώστε να μπορούν να αποθηκευτούν σε χρησιμοποιήσιμα ποσά.Μεταξύ των πιο συνηθισμένων είναι οι τύποι εμβόλου ή μεταλλικού διαφράγματος.Αυτοί οι συμπιεστές είναι παλινδρομικές μηχανές τύπου θετικής μετατόπισης, οι οποίες λειτουργούν παγιδεύοντας μια μικρή ποσότητα αερίου σε κλειστό χώρο, μειώνοντας τον όγκο του με μετατόπιση και στη συνέχεια απελευθερώνοντας το συμπιεσμένο αέριο σε δεξαμενή συγκράτησης ή αποθήκευσης.Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς έως ότου η δεξαμενή φτάσει στη μέγιστη χωρητικότητα του.Ένας τύπος συμπιεστή εμβόλου χρησιμοποιεί τρία έμβολα για να το επιτύχει αυτό.Ένα κίνητρο έμβολο που οδηγείται από συμπιεσμένο αέρα ή υδραυλικό υγρό και ένα ζεύγος εμβόλων συμπιεστή που συμπιέζουν το αέριο.Τα έμβολα του συμπιεστή συνδέονται με το κίνητρο έμβολο μέσω ενός ζεύγους ράβδων σύνδεσης που παρέχουν την απαραίτητη συνδεδεμένη κίνηση.

Ένας άλλος κοινός τύπος συμπιεστή υδρογόνου είναι ο καθοδηγούμενος συμπιεστής του ρότορα.Αυτός ο τύπος συμπιεστή υδρογόνου χρησιμοποιεί έναν λοβό ρότορα τοποθετημένο σε έναν εκκεντρικό άξονα που περιστρέφεται σε ένα ειδικά σχεδιασμένο θάλαμο.Παρόμοια κατ 'αρχήν στους κινητήρες περιστροφικής εσωτερικής καύσης, αυτός ο τύπος συμπιεστή βασίζεται στην μετατόπιση του αερίου μέσα στον θάλαμο από τους λοβούς του ρότορα για να επιτύχει τις τιμές συμπίεσης.Υπάρχουν αρκετοί τύποι συμπιεστή χαμηλού όγκου χωρίς κινούμενα μέρη όπως ο συμπιεστής υδριδίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή μικρών ποσοτήτων αερίου υδρογόνου υπό πίεση για εργαστηριακή χρήση.Αυτοί οι συμπιεστές χρησιμοποιούν τις ιδιότητες θερμικής αντίδρασης του θερμαινόμενου υδριδίου για να παράγουν μικρές ποσότητες υδρογόνου υπό πίεση.Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτοί οι συμπιεστές είναι σε θέση να παράγουν εξόδους άνω των 15.000 psi και με μερικούς που παρέχουν μέχρι και 30.000 psi.Αυτές οι τιμές σημαίνουν ότι η μέση πίεση της δεξαμενής των 10.000 psi που χρησιμοποιούνται από τις περισσότερες εγκαταστάσεις έρευνας πράσινου αυτοκινήτου μπορεί να επιτευχθεί γρήγορα και αποτελεσματικά.