Ce este un compresor cu hidrogen?

Un compresor de hidrogen este un dispozitiv conceput special pentru a comprima hidrogenul gazos pentru stocare. Densitatea scăzută a hidrogenului îl face un mediu dificil de depozitat, deoarece necesită presiuni extrem de mari din rezervor, între 5,000 și 10,000 de lire sterline pe inch pătrat (PSI). Compresoarele comerciale cu hidrogen sunt, în general, tipuri cu piston, cele mai comune fiind variantele cu piston ghidat/diafragmă metalică și rotor. Deși toate aceste modele sunt în principiu pompe cu deplasare pozitivă, există câteva alte compresoare cu hidrogen, cum ar fi tipurile de hidrură și electrochimice, care nu au piese în mișcare deloc. Majoritatea modelelor de compresoare cu hidrogen sunt, totuși, caracterizate prin capacitățile lor de presiune ridicată, cu presiuni medii de livrare de peste 15,000 PSI.

Hidrogenul a fost mult timp o componentă a combustibilului pentru motoarele de rachete și a fost recent subiectul unui control științific intens ca o alternativă potențială la scară largă la combustibilii fosili. Toate aceste aplicații necesită ca hidrogenul să fie stocat la presiune ridicată, de obicei în intervalul de la 5,000 la 10,000 PSI. Acest lucru se datorează, în parte, densității scăzute a hidrogenului gazos la presiunea atmosferică. La aceste presiuni scăzute, un gram de hidrogen gazos are un volum de aproape 3 galoane (11 litri), ceea ce necesită comprimarea intensă a gazului pentru a fi stocat în mod viabil. Unitățile de compresoare cu hidrogen sunt folosite pentru a comprima gazul la presiuni enorme, adesea peste 15,000 PSI, astfel încât să poată fi stocat în cantități utilizabile.

Mai multe tipuri diferite de compresoare sunt folosite pentru a comprima hidrogenul; printre cele mai frecvente sunt tipurile de piston sau diafragmă metalică. Aceste compresoare sunt mașini cu piston cu deplasare pozitivă care funcționează prin captarea unei cantități mici de gaz într-un spațiu închis, scăzând volumul acestuia prin deplasare, apoi eliberând gazul comprimat într-un rezervor de stocare sau de stocare. Acest ciclu se repetă continuu până când rezervorul atinge capacitatea maximă. Un tip de compresor cu piston utilizează trei pistoane pentru a realiza acest lucru; un piston motor antrenat de aer comprimat sau fluid hidraulic și o pereche de pistoane de compresor care comprimă gazul. Pistoanele compresorului sunt atașate la pistonul motor printr-o pereche de biele care asigură mișcarea legată necesară.

Un alt tip comun de compresor cu hidrogen este compresorul cu rotor ghidat. Acest tip de compresor cu hidrogen utilizează un rotor lobat montat pe un arbore excentric care se rotește într-o cameră special proiectată. Similar în principiu cu motoarele rotative cu ardere internă, acest tip de compresor se bazează pe deplasarea gazului în interiorul camerei de către lobii rotorului pentru a-și atinge valorile de compresie. Există mai multe tipuri de compresoare cu volum mic, fără piese în mișcare, cum ar fi compresorul cu hidrură, utilizat pentru a produce cantități mici de hidrogen sub presiune pentru uz în laborator. Aceste compresoare folosesc proprietățile de reacție termică ale hidrurii încălzite pentru a produce cantități mici de hidrogen sub presiune.

Majoritatea instalațiilor industriale de stocare a hidrogenului folosesc pompe volumetrice pentru a-și presuriza depozitele de hidrogen. În unele cazuri, aceste compresoare sunt capabile să producă ieșiri de peste 15,000 PSI, iar unele oferă până la 30,000 PSI. Aceste valori înseamnă că presiunea medie a rezervorului de 10,000 PSI utilizată de majoritatea unităților de cercetare a mașinilor ecologice poate fi atinsă rapid și eficient.