Menggunakan Tangki Komposit Serat Karbon untuk Penyimpanan Hidrogen yang Aman dan Efisien

Tangki komposit serat karbons semakin populer dalam aplikasi penyimpanan gas modern, termasuk hidrogen. Konstruksinya yang ringan namun kuat menjadikannya ideal untuk aplikasi yang mengutamakan bobot dan tekanan, seperti pada kendaraan, drone, sistem energi cadangan, dan transportasi gas industri. Artikel ini membahas bagaimanatangki serat karbondapat digunakan untuk menyimpan hidrogen, tekanan kerja apa yang tepat, pertimbangan keselamatan, dan cara merawat tangki ini dengan benar.

Mengapa MenggunakanTangki Komposit Serat Karbonuntuk Hidrogen?

Hidrogen adalah gas yang sangat ringan dengan kandungan energi per kilogram yang tinggi, tetapi juga membutuhkan tekanan tinggi agar dapat disimpan dalam bentuk yang ringkas. Tangki baja tradisional memang kuat, tetapi juga berat, yang merupakan kekurangan untuk aplikasi bergerak atau transportasi.Tangki komposit serat karbonmenawarkan alternatif yang baik:

1. Ringan:Tangki ini dapat 70% lebih ringan daripada tangki baja, yang penting dalam aplikasi bergerak seperti kendaraan atau drone.
2. Kemampuan Tekanan Tinggi: Tangki komposit serat karbons dapat menangani tekanan tinggi, yang membuatnya cocok untuk mengompresi hidrogen menjadi volume yang lebih kecil.
3. Ketahanan Korosi:Tidak seperti baja, komposit karbon tidak rentan terhadap korosi, yang penting untuk menyimpan hidrogen.

Tekanan Kerja Khas untuk Penyimpanan Hidrogen

Tekanan penyimpanan hidrogen bergantung pada aplikasinya:

• Tangki baja tipe I: Biasanya tidak digunakan untuk hidrogen karena masalah berat dan kelelahan.
• Tangki komposit serat karbonS (Tipe III or IV):Umumnya digunakan untuk hidrogen, terutama dalam aplikasi otomotif dan industri.

Dalam penyimpanan hidrogen:

• 350 bar (5.000 psi): Sering digunakan dalam aplikasi industri atau tugas berat.

Tekanan ini jauh lebih tinggi daripada tekanan udara (biasanya 300 bar) atau oksigen (200 bar), yang membuat rasio kekuatan dan berat serat karbon menjadi lebih berharga.

Pertimbangan Utama untuk Penyimpanan Hidrogen

Hidrogen memiliki sifat unik yang membuat keselamatan dan pemilihan material menjadi sangat penting:

1. Kerapuhan Hidrogen:
   • Logam seperti baja dapat menjadi getas seiring waktu jika terkena hidrogen, terutama di bawah tekanan tinggi. Material komposit tidak mengalami getas hidrogen dengan cara yang sama, sehinggatangki serat karbonkeuntungan yang jelas.
2. Perembesan:
   • Hidrogen adalah molekul yang sangat kecil dan dapat menembus beberapa material secara perlahan. Tangki Tipe IV menggunakan lapisan polimer di dalam cangkang serat karbon untuk meminimalkan permeabilitas hidrogen.
3. Keamanan Kebakaran:
   • Jika terjadi kebakaran, tangki harus dilengkapi dengan perangkat pelepas tekanan (PRD) untuk mencegah ledakan dengan melepaskan gas secara terkendali.
4. Efek Suhu:
   • Suhu tinggi dan rendah dapat memengaruhi tekanan tangki dan kinerja liner. Isolasi yang tepat dan penggunaan dalam rentang suhu yang telah disertifikasi sangat penting.

Tips Perawatan dan Inspeksi

Untuk memastikan kinerja dan keamanan jangka panjangtangki hidrogen serat karbons, perawatan dan pemeriksaan rutin diperlukan:

1. Inspeksi Visual:
   • Periksa permukaan luar tangki untuk melihat adanya retakan, delaminasi, atau kerusakan akibat benturan. Benturan kecil sekalipun dapat membahayakan integritas tangki.
2. Pemeriksaan Katup dan Pemasangan:
   • Pastikan semua katup, segel, dan regulator berfungsi dengan baik dan tidak bocor.
3. Kesadaran Masa Pakai:
   • Tangki komposit serat karbonKendaraan memiliki masa pakai yang ditentukan, biasanya sekitar 15 tahun. Setelah masa tersebut, kendaraan harus dipensiunkan meskipun tampak baik-baik saja.
4. Hindari Pengisian Berlebihan:
   • Selalu isi tangki hingga mencapai tekanan kerja terukur, dan hindari tekanan berlebih, yang dapat melemahkan komposit seiring waktu.
5. Isi Ulang Bersertifikat:
   • Pengisian ulang hidrogen harus dilakukan menggunakan peralatan bersertifikat dan oleh personel terlatih, terutama pada tekanan tinggi.
6. Penyimpanan Lingkungan:
   • Simpan tangki di tempat yang kering dan teduh, jauhkan dari sinar matahari langsung atau sumber panas. Hindari kondisi beku kecuali tangki bersertifikat untuk penggunaan tersebut.

Contoh Kasus Penggunaan

Tangki hidrogen serat karbons sudah banyak digunakan di:

• Kendaraan sel bahan bakar (mobil, bus, truk)
• Drone dan pesawat hidrogen
• Sistem daya cadangan dan energi stasioner
• Unit bahan bakar hidrogen portabel untuk penggunaan industri atau darurat

Ringkasan

Tangki komposit serat karbonTangki hidrogen merupakan pilihan yang sangat baik untuk penyimpanan hidrogen karena kekuatannya, bobotnya yang ringan, dan ketahanannya terhadap masalah spesifik hidrogen seperti kerapuhan. Ketika digunakan pada tekanan yang tepat seperti 350 bar, dan dengan perawatan yang tepat, tangki hidrogen menawarkan cara yang praktis dan aman untuk menangani hidrogen dalam berbagai aplikasi. Namun, kondisi penggunaan, masa pakai tangki, dan protokol keselamatan harus diperhatikan.

Seiring dengan meningkatnya peran hidrogen dalam teknologi energi bersih, terutama dalam sistem transportasi dan cadangan industri, perantangki serat karbonakan terus tumbuh, menawarkan solusi yang andal dan efisien untuk penyimpanan hidrogen bertekanan tinggi.