ScienceDaily (4 апреля 2009) — Исследователи разработали систему хранения водорода для автомобилей, которая позволяет заполнить топливный бак транспортного средства в течение пяти минут количеством водорода, которого хватит для проезда на 300 миль.
Для хранения водорода используется порошок, так называемый металлический гидрид, который поглощает водород. Исследователи создали теплообменник системы, который передает хладагент по трубам и использует в качестве отвода тепла, так называемые "плавники" (устройства для передачи тепла, которое является "ноу-хау"), чтобы удалить произведенную высокую температуру, поскольку водород поглощен порошком.
Теплообменник очень важен, потому что система восстанавливает абсорбирующий водород эффективно, при перегреве, говорит Иссам Мадоар, профессор машиностроения, который ведет исследование.
"Гидрид производит огромное количество теплоты," сказал Мадоар. "Требуется минимум 40 минут, чтобы заполнить резервуар без охлаждения, и это будет очень непрактично."
Исследователи разрабатывают систему, которая позволила бы автомобилистам заполнить их автомобиль водородом в течение нескольких минут. Водород тогда использовался бы, чтобы привести топливный элемент в действие, чтобы произвести электричество для привода электрического двигателя.
Исследование, финансируемое Корпорацией Дженерал Моторс и руководимое исследователями GM Даршом Камаром, Майклом Эррманном и Аббой Назри, базируется в Водородной Лаборатории Систем Мориса Дж. Закроу Перду. В феврале, команда получила три временных патента, связанные с этой технологией.
"В основе идеи лежит система, в которой одновременно заполняется бак и используются дополнительные элементы, которые поставляют хладагент, чтобы снизить высокую температуру," говорит Мадоар, который работает с аспирантом машиностроения Миланского университета , профессор научного сотрудника аэронавтики и астронавтики и менеджера Водородной Лаборатории Систем. "Это представляло технический вызов, потому что мы должны были выяснить, как заполнить топливный бак водородом быстро, также снизив высокую температуру эффективно. Проблема, никто когда-либо не разрабатывал прежде. Эту систему мы проектировали с нуля"
Металлический гидрид содержится в так называемом "баке давления." Водород закачивается в бак под высоким давлением и поглощается порошком.
"Этот процесс обратим, означая, что водород может быть скачен из металлического гидрида, путем уменьшения давление в баке хранения," говорит Мадоар. "Теплообменник приспособлен в водородном баке давления. Из-за существующих огромных ограничений, теплообменник занимает наименьшее количество объема, чтобы максимизировать объем для хранения водорода."
Обычный автомобильный хладагент течет через трубу U-образной формы, пересекающую всю длину бака давления и теплообменника. Теплообменник, который сделан главным образом алюминия, содержит сеть тонких тепловых туб, которые обеспечивают эффективное охлаждения между металлическим гидридом и хладагентом.
"Эта веха прокладывает путь к практичным бортовым водородным системам хранения, которые можно многократно заполнять почти так же, как и бензиновый бак сегодня заполняют," говорит Камар, исследователь в Химической и Экологической Лаборатории Наук Дженерал Моторс в Уоррене, Мичиган, "Поскольку более новые и лучшие металлические гидриды проектируются командами исследователей во всем мире,разработка теплообменника обеспечит готовое решение для автомобильной промышленности."
Исследователи спроектировали систему за прошедшие два года. Поскольку металлический гидрид легко реагирует и с воздухом и с влажностью, система должна быть собрана в воздухонепроницаемом помещении, говорит Поерпоинт.
В процесс исследования водородной лаборатории вовлечены преподаватели школ аэронавтики и астронавтики, машиностроения, электрических и компьютерных проектов.
|
