Saat ini, teknologi penyimpanan hidrogen yang paling umum meliputi penyimpanan gas bertekanan tinggi, penyimpanan cairan kriogenik, dan penyimpanan solid-state. Di antara teknologi-teknologi tersebut, penyimpanan gas bertekanan tinggi telah muncul sebagai teknologi yang paling matang karena biayanya yang rendah, pengisian ulang hidrogen yang cepat, konsumsi energi yang rendah, dan strukturnya yang sederhana, sehingga menjadikannya teknologi penyimpanan hidrogen yang paling diminati.
Empat Jenis Tangki Penyimpanan Hidrogen:
Selain tangki komposit penuh Tipe V yang muncul tanpa lapisan internal, empat jenis tangki penyimpanan hidrogen telah memasuki pasar:
1. Tangki serba logam Tipe I: Tangki ini menawarkan kapasitas lebih besar pada tekanan kerja berkisar antara 17,5 hingga 20 MPa, dengan biaya lebih rendah. Tangki ini digunakan dalam jumlah terbatas untuk truk dan bus CNG (gas alam terkompresi).
2. Tangki komposit berlapis logam Tipe II: Tangki ini menggabungkan lapisan logam (biasanya baja) dengan material komposit yang dililitkan secara melingkar. Tangki ini menyediakan kapasitas yang relatif besar pada tekanan kerja antara 26 dan 30 MPa, dengan biaya yang moderat. Tangki ini banyak digunakan untuk aplikasi kendaraan CNG.
3. Tangki komposit penuh Tipe III: Tangki ini memiliki kapasitas yang lebih kecil pada tekanan kerja antara 30 dan 70 MPa, dengan lapisan logam (baja/aluminium) dan biaya yang lebih tinggi. Tangki ini dapat diaplikasikan pada kendaraan sel bahan bakar hidrogen ringan.
4. Tangki komposit berlapis plastik Tipe IV: Tangki ini menawarkan kapasitas yang lebih kecil pada tekanan kerja antara 30 dan 70 MPa, dengan lapisan yang terbuat dari bahan seperti poliamida (PA6), polietilena berdensitas tinggi (HDPE), dan plastik poliester (PET).
Keunggulan Tangki Penyimpanan Hidrogen Tipe IV:
Saat ini, tangki Tipe IV digunakan secara luas di pasar global, sementara tangki Tipe III masih mendominasi pasar penyimpanan hidrogen komersial.
Telah diketahui secara umum bahwa ketika tekanan hidrogen melebihi 30 MPa, kerapuhan hidrogen yang ireversibel dapat terjadi, yang menyebabkan korosi pada lapisan logam dan mengakibatkan retakan serta patahan. Situasi ini berpotensi menyebabkan kebocoran hidrogen dan ledakan berikutnya.
Selain itu, logam aluminium dan serat karbon pada lapisan lilitan memiliki perbedaan potensial, sehingga kontak langsung antara lapisan aluminium dan lilitan serat karbon rentan terhadap korosi. Untuk mencegah hal ini, para peneliti telah menambahkan lapisan korosi pelepasan antara lapisan liner dan lapisan lilitan. Namun, hal ini meningkatkan berat keseluruhan tangki penyimpanan hidrogen, sehingga menambah kesulitan dan biaya logistik.
Transportasi Hidrogen yang Aman: Sebuah Prioritas:
Dibandingkan dengan tangki Tipe III, tangki penyimpanan hidrogen Tipe IV menawarkan keunggulan signifikan dalam hal keamanan. Pertama, tangki Tipe IV menggunakan lapisan non-logam yang terbuat dari material komposit seperti poliamida (PA6), polietilena densitas tinggi (HDPE), dan plastik poliester (PET). Poliamida (PA6) menawarkan kekuatan tarik, ketahanan benturan, dan suhu leleh yang sangat baik (hingga 220℃). Polietilena densitas tinggi (HDPE) menunjukkan ketahanan panas, ketahanan retak akibat tekanan lingkungan, ketangguhan, dan ketahanan benturan yang sangat baik. Dengan penguatan material komposit plastik ini, tangki Tipe IV menunjukkan ketahanan yang unggul terhadap penggetasan dan korosi hidrogen, sehingga menghasilkan masa pakai yang lebih lama dan keamanan yang lebih baik. Kedua, sifat ringan dari material komposit plastik mengurangi bobot tangki, sehingga menurunkan biaya logistik.
Kesimpulan:
Integrasi material komposit ke dalam tangki penyimpanan hidrogen Tipe IV merupakan kemajuan signifikan dalam meningkatkan keselamatan dan kinerja. Penggunaan lapisan non-logam, seperti poliamida (PA6), polietilena densitas tinggi (HDPE), dan plastik poliester (PET), memberikan peningkatan ketahanan terhadap embrittlement dan korosi hidrogen. Lebih lanjut, karakteristik ringan dari material komposit plastik ini berkontribusi pada pengurangan bobot dan biaya logistik. Seiring dengan semakin luasnya penggunaan tangki Tipe IV di pasaran dan dominasi tangki Tipe III, pengembangan teknologi penyimpanan hidrogen yang berkelanjutan menjadi krusial untuk mewujudkan potensi penuh hidrogen sebagai sumber energi bersih.
Waktu posting: 17-Nov-2023