Nyomástartó hidrogéntartályok és egyéb tárolási módszerek

A hidrogén hosszú ideig tárolható gáznemű vagy folyékony állapotban, valamint kémiailag kötött formában. A nyomástartó hidrogéntartályok és egyéb tárolási módszerek kiválasztása a mobil vagy helyhez kötött tárolásra vonatkozó követelmények, a felhasznált anyagok stabilitása, a tárolni kívánt hidrogén mennyisége és a biztonsági szempontok függvénye.

Környezeti körülmények között a hidrogén gáznemű. A periódusos rendszer legkönnyebb eleme, és nagyon alacsony térfogati energiasűrűséggel rendelkezik. Így a hagyományos és alternatív hidrogéntárolási módszerek minden előnye mellett számos kihívással is szembesülünk e téren. Az optimális hidrogéntárolás típusa mindig az adott felhasználástól függ.

A gáznemű hidrogén korlátozott térfogaton belül történő tárolásához azt nagymértékben össze kell sűríteni. A hidrogéngázt nagyon nehéz visszatartani; a legkisebb réseken keresztül is kiszabadulhat. Nagymértékben csökkentett nyomáson cseppfolyósított formában tárolható, azonban csak -253 °C-os hőmérsékleten, ami folyamatos hűtést igényel.

CGH2 – Tárolás sűrített gáz formájában

A gáznemű hidrogént (CGH2: sűrített gáz halmazállapotú hidrogén) olyan nyomástartó hidrogéntartályokban sűrítik és tárolják, amelyeknek nagyon nagy nyomást kell elviselniük. Ez a tárolási módszer ideális helyhez kötött tárolásnál, pl. személygépkocsik és haszongépjárművek mobil alkalmazásaiban. A 700 bar nyomáson történő sűrített gáztárolás az eddigi legfejlettebb megoldás.

LH2 – Tárolás folyékony hidrogén formájában

A hidrogén folyékony állapotban is tárolható, sokkal nagyobb sűrűséggel és -253 °C-on (LH2: folyékony hidrogén). Mivel ez a tárolási módszer nagyobb gázmennyiségek esetén olcsóbb, ezért nagy távolságokra történő, hálózaton kívüli szállításnál – pl. tartálykocsikkal, tartályhajókkal vagy vasúti tartálykocsikkal történő szállításnál – használják. Hátránya, hogy a folyékony hidrogén a felmelegedés során elpárologhat (ún. „boil-off” (párolgási veszteség)), emiatt állandó hűtésre van szükség.

A nyomás vagy a hőmérséklet fenntartásával kapcsolatos kihívások alternatív megoldásaként ún. hidrogénhordozókat használnak. Hidrogéntárolási formákként olyan technológiákat használnak, amelyek a hidrogénnek egy másik anyaghoz való fizikai vagy kémiai kötésén alapulnak.

Fémhidridekben történő abszorpciós tárolás

A hidrogén kémiai vegyületet képezhet egy fémmel vagy ötvözettel, ún. fémhidriddel, ami lehetővé teszi a szilárd halmazállapotú tárolást: Amikor a hidrogén a tárolóanyag felületével érintkezik, a hidrogénmolekulák atomos hidrogénre bomlanak és behatolnak az anyagba. Ennek azonban az a hátránya, hogy a tárolóanyag tömege viszonylag nagy a felvett hidrogénhez képest.

LOHC – Folyékony szerves hidrogénhordozó

A folyékony szerves hidrogénhordozók (LOHC) folyékony-szerves hordozóközegben tárolják a hidrogént. A folyamat során a hidrogén kémiai kötéssel más anyaggá alakul át, ami lehetővé teszi a nyomás nélküli tárolást és nagy mennyiségek szállítását akár szobahőmérsékleten is. A kémiai reakció megfordításával a hidrogén felszabadul a hordozóból.

Az LOHC-rendszerek példái közé tartozik a szerves anyagok hidrogénezése, az alkoholok szén-monoxiddal történő képzése, az olajokkal való összekapcsolás, vagy akár az ammónia használata a hidrogén hordozóanyagaként.

Legyen szó gáznemű, folyékony, helyhez kötött, mobil vagy szilárd hordozó közegben való tárolásról, a hidrogén tárolásának minden módszere hasznosítható valamilyen módon. A konkrét alkalmazás határozza meg a megválasztandó tárolási technológiát, amelynek során a következő kihívásokkal kell megbirkózni:

• Figyelembe kell venni az energiaátalakítási lánc általános hatékonyságát (villamos energia hidrogénné, illetve villamos energiává alakítása).
• Figyelembe kell venni a nagyfokú gyúlékonyságot, illetve a széles gyúlékonysági tartományt.
• Nagy mennyiségek tárolása kihívást jelent a szükséges nagy tárolási térfogat miatt, különösen járművekben.
• A hidrogén szivárgás útján könnyen kiszabadulhat.
• Folyékony hidrogén tárolásakor folyamatos hűtésre van szükség.

Gázhálózatok, gáztároló létesítmények vagy köztes tárolók üzemeltetőjeként vagy gázelosztóként való működése során támogatjuk Önt a hidrogén tárolásával kapcsolatos valamennyi kihívást illetően. Segítséget nyújtunk Önnek meglévő létesítményeinek költséghatékony felújításánál, valamint új létesítmények tervezésénél és kivitelezésénél.

• Meglévő tároló létesítmények hidrogén tárolására való alkalmasságának vizsgálata
• Támogatás új üzleti modellek koncepciójának kidolgozásánál, jövedelmezőségi tanulmányok, a megfelelő technológiák és a megfelelő helyszínek kiválasztásánál, valamint a személyzet megfelelő képesítésénél
• Hidrogéntároló létesítmények építésének (építés és telepítés) felügyelete
• Átvételi tesztelés
• Power-to-gas erőművek engedélyezése
• Hidrogéntároló létesítmények megfelelőségértékelése
• Teljesítményigazolás a telepítés helyén hatékonysági garanciákhoz és kihasználtsági arány garanciákhoz
• HAZOP/ROGA szerinti kockázatelemzések, valamint biztonsági koncepciók, eseményelhárítási tervek, vészhelyzeti intézkedési tervek és veszélyelhárítási tervek készítése 5 tonna vagy annál nagyobb tárolási mennyiségek esetén