SHRNUTÍ A KONTROLNÍ OTÁZKY
SHRNUTÍ
Skladováním stlačeného vodíku se rozumí skladování plynného vodíku pod vysokým tlakem, aby se zmenšil jeho objem. Toho lze dosáhnout různými způsoby, včetně použití vysokotlakých nádrží nebo lahví.
Skladování stlačeného vodíku spočívá v tom, že umožňuje skladovat relativně velké množství vodíku v relativně malém prostoru. To z něj činí atraktivní možnost pro použití ve vozidlech a dalších aplikacích, kde je potřeba málo místa. Je však důležité si uvědomit, že vysoké tlaky potřebné pro skladování stlačeného vodíku mohou představovat bezpečnostní rizika a nádrže a lahve používané ke skladování plynu musí být pečlivě navrženy a udržovány, aby se tato rizika minimalizovala.
Skladováním kapalného vodíku se rozumí skladování vodíku v kapalné formě, nikoliv v plynné nebo pevné. Pro skladování vodíku v kapalné formě je nutné jej ochladit na teplotu přibližně -253 °C, což je výrazně pod bodem varu.
Skladování kapalného vodíku umožňuje skladovat velmi velké množství vodíku v relativně malém objemu. To z něj činí atraktivní možnost pro použití v různých aplikacích, včetně cestování do vesmíru, kde jsou hmotnost a objem rozhodujícími faktory.
Nízká teplota potřebná pro skladování kapalného vodíku ztěžuje manipulaci s ním a jeho přepravu a vyžaduje specializované vybavení a izolaci, aby se zabránilo přenosu tepla a odpařování. Nízká teplota kapalného vodíku navíc může způsobit, že je náchylný ke křehnutí některých materiálů, což může způsobit problémy s nádržemi a jinými skladovacími nádobami.
Vodík je možné skladovat v podzemních zásobnících ve směsi s metanem nebo čpavkem, což je proces známý jako "směšování vodíku". Tento přístup lze potenciálně využít ke skladování přebytečného vodíku, který se vyrábí z obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná nebo solární energie, a následně jej smíchat se zemním plynem a použít jako palivo.
Směšování vodíku spočívá v tom, že umožňuje skladování a přepravu vodíku s využitím stávající infrastruktury, například plynovodů. To může být nákladově efektivnější a logisticky jednodušší než budování nové infrastruktury speciálně pro skladování a přepravu vodíku.
Jedním z hlavních problémů je, že vodík a metan nebo čpavek mají odlišné fyzikální a chemické vlastnosti, což může ztěžovat jejich bezpečné a účinné smíchání. Kromě toho je výroba vodíku dražší než výroba metanu, takže ekonomická výhodnost míchání vodíku nemusí být vždy příznivá.
Skladování vodíku v hydridech označuje použití materiálů, které mohou absorbovat a uvolňovat velké množství vodíku, známých jako "hydridy", jako způsob skladování vodíku. Existuje několik typů hydridů, které lze použít pro skladování vodíku, včetně hydridů kovů, chemických hydridů a komplexních hydridů.
Hlavní výhodou skladování vodíku v hydridech je, že umožňují skladovat vodík v relativně kompaktní a lehké formě. To z něj činí atraktivní možnost pro použití v různých aplikacích, jako jsou přenosná elektronická zařízení a vozidla s palivovými články.
Hydridy mají relativně nízkou kapacitu pro skladování vodíku, což znamená, že k uskladnění praktického množství vodíku je zapotřebí velký objem materiálu. Kromě toho je proces absorpce a uvolňování vodíku z hydridů často pomalý a vyžaduje použití tepla, což může být energeticky náročné a neefektivní.
Skladování vodíku v zásobnících na bázi uhlíku znamená použití materiálů vyrobených z uhlíku, jako jsou uhlíkové nanotrubičky nebo grafen, jako způsob skladování vodíku. Tyto materiály jsou známé svým velkým povrchem a silnými chemickými vazbami, díky nimž jsou schopny adsorbovat a uchovávat velké množství vodíku.
Jednou z hlavních výhod skladování vodíku v zásobnících na bázi uhlíku je, že mají vysokou kapacitu pro skladování vodíku, což znamená, že k uskladnění praktického množství vodíku je zapotřebí relativně malý objem materiálu. Kromě toho jsou materiály na bázi uhlíku relativně lehké a pevné, což je předurčuje k použití v různých aplikacích.
KONTROLNÍ OTÁZKY
1. Vysvětlete Jouleův-Thomsonův jev.
2. Jaký je typický tlak ve vysokotlakých zásobnících vodíku?
3. Jakým mechanismem musí být vybaveny nádrže pro skladování kapalného vodíku?
4. Popište výhody skladování vodíku v podzemních zásobnících ve směsi s metanem nebo čpavkem.
5. Jaké typy hydridů jsou vhodné pro skladování vodíku.
6. Které uhlíkové materiály jsou vhodné pro skladování vodíku?