Използват водород като охладител и работен газ в нов метал-хидриден компресор

Съвместен изследователски екип от Университета “Хелмут Шмидт”/Университета на Бундесвера в Хамбург и Helmholtz Zentrum Hereon разработи и представи иновативна метал-хидридна компресорна система. За първи път водородът изпълнява двойна функция – той служи не само като работен газ, но и като агент за топлопренос. Резултатите са публикувани в сп. Communications Engineering и са патентовани предварително. В центъра на разработката стои т. нар. метал-хидриден компресор. Тези системи се считат за обещаваща алтернатива на механичните компресори, тъй като работят основно с топлинна, а не с електрическа енергия. Досега обаче тяхната производителност беше ограничена от бавния топлопренос в метал-хидрида.

Новата концепция преодолява това ограничение, като циркулира водород в затворен контур през метал-хидрида, като в процеса директно се осъществява топлопренос. Студен контур подпомага абсорбцията на водорода в метал-хидрида, а горещ контур позволява неговото освобождаване.

“Използваме водорода не само като работна среда, но едновременно с това и като ефективен агент за пренос на топлина. Това ни позволява да заобиколим досега ограничаващите процеси на провеждане на топлина и да избегнем необходимостта от топлообменници със сложни вътрешни структури”, обяснява Лукас Флеминг, първи автор на изследването и изследовател в Института за водородни технологии Hereon, както и в Университета “Хелмут Шмидт”.

“По този начин производителността и ефективността се увеличават. Освен това се комбинират термични и механични технологии за сгъстяване. Това създава възможност за устойчива водородна инфраструктура”, добавя д-р Хулиан Пушкьел, който е един от ръководителите на изследването.

Значителен скок в производителността

Резултатите от симулациите показват, че по този начин могат да се постигнат и значително по-високи плътности на мощността. В подходящи работни диапазони производителността може да бъде съществено увеличена в сравнение с конвенционалните метал-хидридни компресори, като същевременно допълнителната електрическа енергия, необходима за въздуходувката, остава сравнително ниска. Тъй като по-голямата част от нужната енергия се подава под формата на топлина, системата постига и по-висока електрическа ефективност в сравнение с механичните компресори.

Конвенционалните механични компресори в момента са индустриалният стандарт, но те са свързани с високи изисквания за поддръжка, генериране на шум и риск от замърсяване на водорода. За разлика от тях метал-хидридните компресори работят с минимално износване и са почти безшумни.