Tecnologia di prova innovativa per serbatoi di idrogeno

Tecnologia di prova innovativa per serbatoi di idrogeno

La Dorninger Hytronics GmbH di Unterweitersdorf nell'Alta Austria ha sviluppato un processo di test brevettato per i serbatoi di idrogeno che consente di risparmiare fino all'80% di energia, migliaia di tonnellate di CO2, materie prime e quindi costi. Grazie all'approccio innovativo e alla consulenza professionale di Business Alta Austria, l'azienda ha ricevuto un finanziamento a sei cifre per lo sviluppo complesso e costoso. L’idrogeno è considerato un carburante alternativo per la mobilità futura. Per poter utilizzare l’idrogeno per la mobilità, deve essere immagazzinato allo stato gassoso in appositi serbatoi ad alta pressione. I serbatoi ad alta pressione sono realizzati in fibra di carbonio e sono soggetti a severi criteri di test. Il regolamento UE UN R134 prevede che ogni 200 serbatoi prodotti debbano essere testati con 22.000 cicli di rifornimento. L'energia necessaria è enorme, poiché il serbatoio deve essere messo ad alta pressione e poi scaricato nuovamente - 22.000 volte.

Enorme risparmio energetico

"Se l'idrogeno si affermasse come ulteriore carburante alternativo nella mobilità, aumenterebbe anche la necessità di serbatoi di idrogeno. Si può facilmente immaginare come esploderanno il consumo di elettricità e i costi energetici per testare i serbatoi", afferma Karl Fischereder, amministratore delegato di Dorninger Hytronics GmbH. In collaborazione con il Centro di meccatronica di Linz (LCM) ha sviluppato un processo brevettato che consente di risparmiare circa l'80% di energia e quindi migliaia di tonnellate di CO2, oltre a ridurre drasticamente il fabbisogno di materiali e materie prime. Ciò riduce enormemente anche i costi del processo di test. Funziona così: normalmente i serbatoi ad alta pressione vengono testati con il metodo della pressione costante. Per un tipico serbatoio da 350 litri sono necessari circa 8.900 kWh di elettricità per 22.000 cicli. Vengono emesse più di quattro tonnellate di CO2, il che costa 1.780 euro con un prezzo dell'elettricità di 20 centesimi al kWh. Dorninger Hytronics ha sviluppato un processo con servopompe rigenerative in cui i serbatoi vengono riempiti al 100% con acqua. "Solo questo metodo richiede il 50% in meno di energia", spiega Fischereder. "Inoltre, con il nuovo processo brevettato, sostituiamo parte dell'acqua con sfere allo stato solido. Il materiale di riempimento ora è costituito solo dal 37% di acqua, che deve essere compressa. Ciò riduce il fabbisogno energetico di un altro 63%." Nel complesso, il metodo consente di risparmiare circa l'80% di energia rispetto ai banchi di prova precedentemente disponibili sul mercato. Inoltre il materiale di riempimento può essere riutilizzato per il test successivo.

Energia nel circuito

Il sistema brevettato è anche in grado di produrre energia rigenerativa. L'energia idraulica viene fornita durante il caricamento del serbatoio da testare. L'azionamento della servopompa funziona come un motore e preleva elettricità dalla rete. "Quando il serbatoio viene nuovamente scaricato, il senso di rotazione dell'azionamento viene invertito e diventa un generatore. Questo prende l'energia idraulica, la converte in energia elettrica e la restituisce alla rete elettrica", spiega Fischereder. Il processo brevettato Dorninger Hytronics richiede solo 1.780 kWh per 22.000 cicli di prova. Ciò corrisponde al 20% dell'energia necessaria per i test con il processo a pressione costante, emette solo 0,8 tonnellate di CO2 e costa solo 356 euro. L'azionamento richiede meno energia, il che riduce anche i costi di installazione e funzionamento. Anche l'energia richiesta per raffreddare il sistema idraulico è inferiore e il processo di prova è più sicuro. A causa del volume più piccolo del mezzo di prova, gli effetti sul banco di prova sono meno gravi se un serbatoio si guasta durante la prova. Ciò aumenta la sicurezza sul lavoro sul banco prova, riduce i dispositivi di protezione strutturale e consente la costruzione di un banco prova compatto adatto alla produzione in serie.