قضبان سبائك التيتانيوم في حالة تخزين الهيدروجين الصلبة-.

تعد طاقة الهيدروجين مصدرًا رئيسيًا للطاقة الثانوية النظيفة لانتقال الطاقة عالميًا وتحقيق أهداف "الكربون المزدوج"، كما تمثل تكنولوجيا تخزين الهيدروجين العقبة الأساسية التي تقيد -تطبيقها على نطاق واسع. لقد أصبح تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة- محور البحث والتصنيع نظرًا لكثافة تخزين الهيدروجين العالية وسلامته واستقراره.قضبان سبائك التيتانيوم، بفضل أدائها الممتاز في تخزين الهيدروجين، وقوتها الهيكلية، وقدرتها على التكيف البيئي، برزت باعتبارها المادة الحاملة الأساسية لأجهزة تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة-.

 

 

 

• تقوم سبائك التيتانيوم بتخزين الهيدروجين من خلال التفاعلات الكيميائية، مع جزء كتلة تخزين الهيدروجين النظري متفوق على الجزء التقليدي. تتوفر درجات متعددة لتلبية الاحتياجات المتنوعة، ويمكنها تحمل البيئات القاسية على نطاق واسع من درجات الحرارة.

 

• تمنع طبقة الأكسيد السطحية نفاذ الهيدروجين وتقلل من خطر تقصف الهيدروجين. يمكنهم تخزين الهيدروجين بشكل ثابت لفترة طويلة تحت ضغط منخفض، مما يؤدي إلى تجنب المخاطر المحتملة مثل انفجار الضغط العالي- وفقدان البرودة بسبب درجة الحرارة المنخفضة-. تعمل العمليات المعدلة على تحسين أداء مقاومة-السحق واستقرار الدورة، مع اقتراب معدل الاحتفاظ بقدرة السبيكة من الكمال بعد 100 دورة امتصاص- للهيدروجين.

 

• يمكن تصنيع الهياكل المسامية، ويمكن للمسام النانوية السطحية تحسين الأداء الحركي لتخزين الهيدروجين وامتصاص الشوائب، مما يؤدي إلى درجة نقاء عالية للغاية للهيدروجين الناتج وتحقيق تكامل تخزين الهيدروجين وتنقيته.

 

 

1. تخزين الهيدروجين في البيئات القاسية

من خلال الاستفادة من استقرار نطاق درجات الحرارة الواسع ومقاومتها القوية لظروف التشغيل القاسية، تُظهر قضبان سبائك التيتانيوم مزايا كبيرة في مجال الفضاء الجوي-وأعماق البحار:

 

يتم استخدام قضبان سبائك Gr6، التي تتميز بمقاومة ممتازة للهشاشة عند درجات الحرارة المنخفضة للغاية، في نظام أنابيب الهيدروجين السائل لصاروخ Long March 9، حيث تتحمل الضغط العالي والإشعاع العالي في بيئات الهيدروجين السائل لضمان سلامة إمدادات الطاقة الفضائية؛

 

تم دمج مكونات تخزين الهيدروجين المصنوعة من سبائك التيتانيوم في الهيكل المقاوم للضغط -لغواصة أعماق البحار -Striver، حيث تتكيف مع احتياجات تخزين الطاقة-الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة-في أعماق البحار وتوفر طاقة مستقرة لعمليات المعدات على المدى الطويل-.

 

2. سيناريوهات تخزين الهيدروجين الثابتة على نطاق واسع

استنادًا إلى مزاياها الأساسية المتمثلة في الضغط المنخفض والكثافة العالية، تعمل قضبان سبائك التيتانيوم على تعزيز التصنيع-على نطاق واسع لتخزين الهيدروجين الصلب-في تخزين الطاقة على نطاق الشبكة-والصناعات الكيميائية للهيدروجين الأخضر:

 

يعتمد مشروع تصنيع الأمونيا والهيدروجين الأخضر التابع للدولة في Da'an على ألواح تخزين الهيدروجين ذات مصفوفة قضبان التيتانيوم المسامية لتحقيق درجة حرارة عادية وتخزين الهيدروجين بضغط منخفض. كثافة تخزين الهيدروجين أعلى من كثافة تخزين الهيدروجين التقليدي-عالي الضغط، كما يتم تقليل التكلفة؛

 

تستخدم محطة طاقة تخزين الطاقة الهيدروجينية في قوانغتشو قضبان سبائك التيتانيوم باعتبارها الناقل الأساسي لصهاريج تخزين الهيدروجين لدعم تشغيل وحدات تخزين الهيدروجين ذات الحالة الصلبة-، والتي تعمل كمفتاح لتنظيم ذروة الشبكة وتسهيل الاتصال المستقر بالشبكة للطاقة المتجددة.

3. تخزين الهيدروجين المحمول وسيناريوهات الطاقة

تقوم شركة SAIC لمركبات الركاب بتجهيز وحدات تخزين الهيدروجين الخاصة بها، والتي تحرر 30% من مساحة الهيكل عند ضغط منخفض 4 ميجا باسكال، مما يحسن استخدام المساحة والسلامة؛

 

لقد أصبحت قضبان سبائك الحديد المصنوعة من التيتانيوم-، والتي تتميز بتكلفة منخفضة وأداء ممتاز، من المرشحين الرئيسيين لتخزين الهيدروجين على متن-المركبة؛ وفي لوجستيات الطاقة الهيدروجينية، يمكن أن تصل وحدة تخزين الهيدروجين المتكاملة المسامية إلى 1.5 طن، مما يزيد من كفاءة النقل بمقدار 4 مرات؛

 

تم تجهيز معدات الطاقة الهيدروجينية للمسافات القصيرة- بوحداتها النمطية، مما يتيح استبدال الهيدروجين بسرعة لمدة 3-دقائق ونطاق إبحار يزيد عن 120 كيلومترًا، والتي تم تطبيقها على نطاق واسع في المناطق ذات المناظر الخلابة والمستودعات.

4. التزود بالوقود الهيدروجيني وسيناريوهات الطوارئ

في محطات استبدال الهيدروجين السريعة، تدعم وحدات تخزين الهيدروجين المعيارية الخاصة بها استبدال الهيدروجين تلقائيًا بواسطة أذرع آلية، مع معدل تفريغ شحن الهيدروجين-5 جرام/ثانية، أسرع بنسبة 200% من المواد القائمة على المغنيسيوم-، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة إعادة التزود بالوقود بشكل ملحوظ؛

 

تم تجهيز مركبات الطاقة الهيدروجينية لحالات الطوارئ التابعة لشركة China Southern Power Grid بأنظمة تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة{0}} مع وجود قضبان من سبائك التيتانيوم في القلب، حيث يتم تخزين 100 كجم من الهيدروجين الذي يمكنه تشغيل خلايا الوقود لتزويد الطاقة بشكل مستمر لمدة 6 ساعات. فهي آمنة، وهادئة، وقابلة للتكيف بدرجة كبيرة مع البيئة، ومناسبة لحماية الطاقة في حالات الطوارئ، والإصلاحات السريعة، والسيناريوهات الأخرى.

 

 

 

1. تعديل المواد

تعمل السبائك الدقيقة للأتربة النادرة (La, Ce doping) على تحسين أداء التنشيط، ويمكن تنشيط السبيكة المضاف إليها 5% Ce بعد دورة امتصاص - واحدة لامتصاص الهيدروجين؛ تُظهِر سبيكة التيتانيوم-الزركونيوم-النيوبيوم-المنجنيز-الكروم بعد تعديل التركيبة امتصاصًا ممتازًا للهيدروجين-قابلية انعكاس الامتزاز واستقرار الدورة في ظل ظروف درجة الحرارة والضغط المعتدلة.

 

2. التصميم الهيكلي

يمكن لقضبان سبائك التيتانيوم المركبة Gr1/Gr5 أن تمنع امتصاص الهيدروجين - الناتج عن السحق وتطيل عمر الخدمة؛ تحقق قضبان التيتانيوم الإلكترونية على شكل قرص العسل المطبوعة ثلاثية الأبعاد زيادة بنسبة 30% في نسبة حجم تخزين الهيدروجين وزيادة بنسبة 20% في القوة الميكانيكية.

3. عمليات التصنيع

تعمل تقنية التخفيض المستندة إلى الهيدروجين- على تقليل انبعاثات الكربون في إنتاج سبائك التيتانيوم بنسبة 70%؛ يمكن لتقنية التلبيد بالفراغ التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي- أن تنظم الوقت الحقيقي-درجة الحرارة والغلاف الجوي، وتتحكم في انحراف الأبعاد في حدود 5%.

 

توفر مجموعة Ruihang Group، المتخصصة في سبائك التيتانيوم ومنتجات المعادن غير الحديدية الأخرى-قضبان تيتانيوم ممتازة لصهاريج التخزين. لمزيد من التفاصيل، تواصل معنا عبر البريد الإلكتروني:Sam.Rui@bjrh-titanium.com