تكنولوجيا اختبار مبتكرة لخزانات الهيدروجين

تكنولوجيا اختبار مبتكرة لخزانات الهيدروجين

قامت شركة Dorninger Hytronics GmbH من Unterweitersdorf في النمسا العليا بتطوير عملية اختبار حاصلة على براءة اختراع لخزانات الهيدروجين التي توفر ما يصل إلى 80 بالمائة من الطاقة وآلاف الأطنان من ثاني أكسيد الكربون والمواد الخام وبالتالي التكاليف. ونظرًا للنهج المبتكر وبفضل المشورة المهنية من Business Upper Austria، حصلت الشركة على مبلغ تمويل مكون من ستة أرقام مقابل التطوير المعقد والمكلف. ويعتبر الهيدروجين وقوداً بديلاً للتنقل في المستقبل. ولكي نتمكن من استخدام الهيدروجين للتنقل، يجب تخزينه في حالته الغازية في خزانات خاصة ذات ضغط عالي. خزانات الضغط العالي مصنوعة من ألياف الكربون وتخضع لمعايير اختبار صارمة. تنص لائحة الاتحاد الأوروبي UN R134 على أنه يجب اختبار كل 200 دبابة يتم إنتاجها من خلال 22000 دورة للتزود بالوقود. الطاقة المطلوبة لهذا هائلة، حيث يجب وضع الخزان تحت ضغط عالٍ ثم تخفيفه مرة أخرى - 22000 مرة.

وفورات هائلة في الطاقة

يقول كارل فيشريدر، المدير الإداري لشركة Dorninger Hytronics GmbH: "إذا أصبح الهيدروجين كوقود بديل إضافي في التنقل، فإن الحاجة إلى خزانات الهيدروجين ستزداد أيضًا. يمكنك بسهولة أن تتخيل كيف سيتزايد استهلاك الكهرباء وتكاليف الطاقة لاختبار الخزانات". وبالتعاون مع مركز لينز للميكاترونكس (LCM)، قام بتطوير عملية حاصلة على براءة اختراع توفر حوالي 80 بالمائة من الطاقة وبالتالي آلاف الأطنان من ثاني أكسيد الكربون، فضلاً عن تقليل متطلبات المواد والمواد الخام بشكل كبير. وهذا أيضًا يقلل من تكاليف عملية الاختبار بشكل كبير. وهذه هي الطريقة التي تعمل بها: عادة، يتم اختبار خزانات الضغط العالي باستخدام طريقة الضغط الثابت. بالنسبة لخزان نموذجي بسعة 350 لترًا، يلزم حوالي 8,900 كيلووات في الساعة من الكهرباء لمدة 22,000 دورة. ينبعث أكثر من أربعة أطنان من ثاني أكسيد الكربون، بتكلفة 1780 يورو بسعر كهرباء يبلغ 20 سنتًا لكل كيلووات في الساعة. قامت شركة Dorninger Hytronics بتطوير عملية باستخدام مضخات مؤازرة متجددة يتم فيها ملء الخزانات بالماء بنسبة 100 بالمائة. يوضح فيشريدر: "تتطلب هذه الطريقة وحدها طاقة أقل بنسبة 50 بالمائة". "بالإضافة إلى ذلك، من خلال العملية الجديدة الحاصلة على براءة اختراع، نستبدل بعض الماء بكريات صلبة. تتكون مادة الحشو الآن من 37 بالمائة فقط من الماء، والذي يجب ضغطه. وهذا يقلل من متطلبات الطاقة بنسبة 63 بالمائة أخرى." بشكل عام، توفر هذه الطريقة حوالي 80 بالمائة من الطاقة مقارنة بمنصات الاختبار المتوفرة سابقًا في السوق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة استخدام مادة التعبئة للاختبار التالي.

الطاقة في الدائرة

النظام الحاصل على براءة اختراع قادر على توليد الطاقة المتجددة. يتم توفير الطاقة الهيدروليكية عند تحميل الخزان المراد اختباره. يعمل محرك المضخة المؤازرة كمحرك ويسحب الكهرباء من الشبكة. يوضح فيشريدر: "عندما يتم تفريغ الخزان مرة أخرى، يتم عكس اتجاه دوران المحرك ويتحول إلى مولد. وهذا يأخذ الطاقة الهيدروليكية، ويحولها إلى طاقة كهربائية ويعيدها إلى شبكة الكهرباء". تتطلب عملية Dorninger Hytronics الحاصلة على براءة اختراع فقط 1780 كيلووات في الساعة مقابل 22000 دورة اختبار. وهذا يتوافق مع 20 بالمائة من الطاقة المطلوبة للاختبار باستخدام عملية الضغط المستمر، ولا يصدر سوى 0.8 طن من ثاني أكسيد الكربون ويكلف 356 يورو فقط. يتطلب محرك الأقراص طاقة أقل، مما يقلل أيضًا من تكاليف التركيب والتشغيل. كما أن الطاقة اللازمة لتبريد النظام الهيدروليكي أقل أيضًا وتكون عملية الاختبار أكثر أمانًا. نظرًا لصغر حجم وسط الاختبار، تكون التأثيرات على طاولة الاختبار أقل خطورة إذا فشل الخزان أثناء الاختبار. وهذا يزيد من سلامة العمل على منضدة الاختبار، ويقلل من أجهزة الحماية الهيكلية ويتيح بناء منضدة اختبار مدمجة مناسبة لإنتاج السلسلة.