Forskere udvikler ny hurtigere opladning af brintbrændselscelle

Forskere fra University of Technology Sydney (UTS) og Queensland University of Technology (QUT) har udviklet en ny metode til at forbedre opladningstiderne for faststof-brinte-brændselsceller.

Brint får stor opmærksomhed som en effektiv måde at lagre "grøn energi" fra vedvarende energikilder som vind og sol. Komprimeret gas er den mest almindelige form for brintlagring, men den kan også opbevares i flydende eller fast tilstand.

Dr. Saidul Islam fra University of Technology Sydney sagde, at lagring af fast brint, og især metalhydrid, tiltrækker interesse, fordi det er sikrere, mere kompakt og billigere end komprimeret gas eller væske, og det kan reversibelt absorbere og frigive. hydrogen.

"Metalhydrid-brintlagringsteknologi er ideel til onsite-brintproduktion fra vedvarende elektrolyse. Den kan lagre brinten i længere perioder, og når den først er nødvendig, kan den omdannes til gas eller en form for termisk eller elektrisk energi, når den omdannes gennem en brændselscelle." sagde Dr. Islam.

"Anvendelser omfatter brintkompressorer, genopladelige batterier, varmepumper og varmelagring, isotopadskillelse og brintrensning. Det kan også bruges til at opbevare brint i rummet, til at blive brugt i satellitter og anden 'grøn' rumteknologi," sagde han.

Et problem med metalhydrid til brintenergilagring har imidlertid været dets lave varmeledningsevne, hvilket fører til langsomme opladnings- og afladningstider.

For at løse dette udviklede forskerne en ny metode til at forbedre opladnings- og afladningstider for brint i fast form. Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports .

Førsteforfatter Puchanee Larpruenrudee, en ph.d. kandidat i UTS School of Mechanical and Mechatronic Engineering, sagde hurtigere varmefjernelse fra den faste brændselscelle resulterer i hurtigere opladningstider.

"Adskillige interne varmevekslere er designet til brug med metalhydrid-brintlagring. Disse omfatter lige rør, spiralformede spiral- eller spiralrør, U-formede rør og finner. Brug af en spiralformet spole forbedrer betydeligt varme- og masseoverførslen inde i lageret."

"Dette skyldes den sekundære cirkulation og har mere overfladeareal til varmefjernelse fra metalhydridpulveret til kølevæsken. Vores undersøgelse udviklede yderligere en spiralformet spole for at øge varmeoverførselsydelsen."

Forskerne udviklede en semi-cylindrisk spole som en intern varmeveksler, hvilket forbedrede varmeoverførselsydelsen markant. Brintopladningstiden blev reduceret med 59 % ved brug af den nye halvcylindriske spole sammenlignet med en traditionel spiralformet spolevarmeveksler.

De arbejder nu på den numeriske simulering af hydrogendesorptionsprocessen og fortsætter med at forbedre absorptionstider. Den halvcylindriske spolevarmeveksler vil blive videreudviklet til dette formål.

Endelig sigter forskerne på at udvikle et nyt design til brintenergilagring, som vil kombinere andre typer varmevekslere. De håber også at arbejde med industripartnere for at undersøge reel tankydelse baseret på den nye varmeveksler. + Udforsk yderligere

Frembringelse af brintlagerpartikler i mikrometerstørrelse indkapslet i skræddersyede polymermembraner