คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนคืออะไร?

คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อบีบอัดก๊าซไฮโดรเจนสำหรับการจัดเก็บความหนาแน่นต่ำของไฮโดรเจนทำให้เป็นสื่อที่ท้าทายในการเก็บไว้ซึ่งต้องใช้แรงกดดันสูงมากระหว่าง 5,000 ถึง 10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI)คอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนในเชิงพาณิชย์โดยทั่วไปมักจะตอบสนองต่อสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดคือไดอะแฟรมลูกสูบ/โลหะนำทางและตัวแปรโรเตอร์แม้ว่าการออกแบบเหล่านี้ล้วนเป็นปั๊มการกระจัดที่เป็นบวก แต่ก็มีคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนอื่น ๆ อีกหลายอย่างเช่นไฮไดรด์และประเภทไฟฟ้าเคมีซึ่งไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเลยอย่างไรก็ตามการออกแบบคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะด้วยความสามารถของแรงดันสูงที่มีแรงกดดันการส่งมอบโดยเฉลี่ยเกินกว่า 15,000 psi

ไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์จรวดมานานแล้วและเพิ่งได้รับการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ที่รุนแรงทางเลือกขนาดใหญ่สำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิลแอปพลิเคชันเหล่านี้ทั้งหมดต้องการให้ไฮโดรเจนจะถูกเก็บไว้ภายใต้แรงดันสูงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 5,000 ถึง 10,000 psiนี่คือส่วนหนึ่งของความหนาแน่นต่ำของก๊าซไฮโดรเจนที่ความดันบรรยากาศที่แรงกดดันต่ำเหล่านี้ก๊าซไฮโดรเจนกรัมมีปริมาตรเกือบ 3 แกลลอน (11 ลิตร) ซึ่งต้องการให้ก๊าซถูกบีบอัดอย่างเข้มข้นหากจะถูกเก็บไว้อย่างแน่นอนหน่วยคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนใช้ในการบีบอัดก๊าซให้กับแรงกดดันมหาศาลบ่อยครั้งเกินกว่า 15,000 psi เพื่อให้สามารถเก็บไว้ในปริมาณที่ใช้งานได้

คอมเพรสเซอร์หลายประเภทที่ใช้ในการบีบอัดไฮโดรเจนในบรรดาประเภทที่พบบ่อยคือลูกสูบหรือไดอะแฟรมโลหะคอมเพรสเซอร์เหล่านี้เป็นเครื่องจักรประเภทการกระจัดที่เป็นบวกซึ่งทำหน้าที่โดยการดักจับก๊าซในปริมาณเล็กน้อยในพื้นที่ปิดล้อมลดระดับเสียงโดยการกระจัดจากนั้นปล่อยก๊าซบีบอัดลงในถังเก็บหรือเก็บของรอบนี้ซ้ำอย่างต่อเนื่องจนกว่าถังจะมีความจุสูงสุดคอมเพรสเซอร์ลูกสูบประเภทหนึ่งใช้ลูกสูบสามลูกเพื่อให้ได้สิ่งนี้ลูกสูบแรงจูงใจที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศอัดหรือของเหลวไฮดรอลิกและลูกสูบคอมเพรสเซอร์คู่หนึ่งซึ่งบีบอัดก๊าซลูกสูบคอมเพรสเซอร์ติดอยู่กับลูกสูบแรงจูงใจผ่านแท่งเชื่อมต่อคู่หนึ่งซึ่งให้การเคลื่อนไหวที่เชื่อมโยงที่จำเป็น

ประเภทคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนทั่วไปอีกชนิดคือคอมเพรสเซอร์โรเตอร์นำทางคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนประเภทนี้ใช้ใบพัดที่มีห้อยอยู่บนเพลาประหลาดที่หมุนในห้องที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเช่นเดียวกับหลักการของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่คอมเพรสเซอร์ประเภทนี้อาศัยการกระจัดของก๊าซภายในห้องโดยกลีบโรเตอร์เพื่อให้ได้ค่าการบีบอัดมีคอมเพรสเซอร์ปริมาตรต่ำหลายชนิดที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเช่นคอมเพรสเซอร์ไฮไดรด์ที่ใช้ในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนแรงดันในปริมาณเล็กน้อยสำหรับการใช้ในห้องปฏิบัติการคอมเพรสเซอร์เหล่านี้ใช้คุณสมบัติการเกิดปฏิกิริยาความร้อนของไฮไดรด์อุ่นเพื่อผลิตไฮโดรเจนแรงดันในปริมาณเล็กน้อย

สิ่งอำนวยความสะดวกการจัดเก็บไฮโดรเจนอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้ปั๊มการเคลื่อนที่เชิงบวกเพื่อเพิ่มแรงดันไฮโดรเจนในบางกรณีคอมเพรสเซอร์เหล่านี้มีความสามารถในการผลิตผลลัพธ์ที่เกินกว่า 15,000 psi และมีบางอย่างส่งมอบมากถึง 30,000 psiค่าเหล่านี้หมายความว่าความดันรถถังเฉลี่ย 10,000 psi ที่ใช้โดยโรงงานวิจัยรถยนต์สีเขียวส่วนใหญ่สามารถทำได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ