Vodík je jednou z najsľubnejších ekologických energií budúcnosti. Ako najhojnejší prvok vo vesmíre poskytuje nekonečný zdroj čistej energie, ktorú je možné premeniť na elektrinu pomocou palivových článkov bez toxických odpadov alebo emisií skleníkových plynov. Kľúč k širokému využívaniu vodíka však spočíva v efektívnych stratégiách skladovania a dodávky, najmä ak sa používa v stacionárnych a automobilových aplikáciách.
Vodík sa môže skladovať v kvapalnej alebo plynnej forme, a to buď na dlhodobé skladovanie v prírodných geologických formáciách (ako sú soľné jaskyne, lemované jaskyne z tvrdých skál a vyčerpané ropné a plynové polia), alebo krátkodobo ako stlačený plynný vodík na prepravu a na. - palubné aplikácie v elektrických vozidlách s palivovými článkami. Uprednostňuje sa skladovanie kvapalín, pretože vyžaduje menej miesta pre danú úroveň hustoty energie.
Na dosiahnutie dostatočnej hustoty energie pre praktické využitie je potrebné vodík stlačiť na vysoké tlakové úrovne. To sa dá dosiahnuť použitím konvenčných technológií mechanického stláčania ako sú piestové, membránové a lineárne kompresory alebo inovatívne nemechanické technológie špecificky koncipované pre vodík, ako sú kryogénne, metalhydridové a elektrochemické kompresory.
V prípade skladovania plynu je pravdepodobné, že vodík bude zmiešaný so zemným plynom na prepravu v existujúcej infraštruktúre plynovodov. Energetická hustota tohto riešenia je obmedzená kapacitou potrubia a jeho materiálovou integritou, ako aj schopnosťami koncových používateľov zvládnuť veľké objemy vodíka. Prebieha niekoľko výskumných snáh na určenie výkonnosti tohto typu systému (pozri Kurz et al., 2020a a b).
Na skladovanie kvapalín je v súčasnosti najlepšou možnosťou skladovať vodík ako borid alkalického kovu, ako je borohydrid nikelnatý (NbH), ktorý dokáže udržať prevádzku až do 1 000 °C so stratou Carnotovej účinnosti iba 40 %. Napriek tomu je tento typ materiálu náchylný na otravu stopami kyslíka a vody, ktoré sa nachádzajú v okolitom vzduchu pri takých vysokých teplotách. Okrem toho je výroba NbH nákladná a časovo náročná.
Rýchlejším a nákladovo efektívnejším prístupom je stláčanie vodíka pomocou odstredivých čerpadiel, čo je technika, ktorá sa už bežne používa v priemyselných aplikáciách. Prevádzkové podmienky takýchto čerpadiel sú však veľmi náročné a môžu viesť k vysokému stupňu opotrebovania komponentov čerpadla. To platí najmä v prípade rotorov, ktoré sú vystavené veľkému zrýchleniu otáčania a vibráciám. Výsledné poškodenie lopatiek rotora a tesnení zvyšuje náklady na údržbu a opravy a môže ohroziť účinnosť čerpadla a následne aj celkovú spoľahlivosť systému.
Na vyriešenie tohto problému vyvinul Southwest Research Institute (SwRI) piestový kompresor poháňaný lineárnym motorom, nazývaný LMRC, ktorý je špeciálne navrhnutý na stláčanie vodíka pre elektrické vozidlá s palivovými článkami (FCEV). Tento vzduchotesný, hermeticky uzavretý stroj využíva kombináciu riešení vyvinutých pomocou SwRI na ochranu pred skrehnutím a dekrepitáciou, vrátane povlakov, dizajnov ventilov a hermetických piestov. Vyznačuje sa tiež dizajnom lineárneho motora, ktorý znižuje spotrebu energie a počet pohyblivých častí, čím zvyšuje efektivitu, spoľahlivosť a životný cyklus produktu.
Výrobcovia magnetov AlNiCo
