ダナンの学生グループは、金属水素化物材料と加熱技術を使用して水素の充電と放電のプロセスを実行し、20グラム以上の水素ガスを貯蔵できる装置を作成した。
この研究は、ダナン工科大学機械工学部自動車力学科のVo Du Dinh氏、Le Anh Van氏、Lam Dao Nhon氏、Nguyen Hung Tam氏、Mai Duc Hung氏によって2023年10月から実施されました。この製品は、エネルギー管理システムとグリーン輸送に適用される固体水素エネルギー貯蔵技術を目的としています。
この製品は、補助部品を備えた水素タンクとインテリジェント制御システムの 2 つの主要部分で設計されています。タンクの動作原理は、タンク内のマグネシウム金属と水素との反応に基づいており、水素化マグネシウム (MgH₂) 化合物が生成します。 250～350℃に加熱すると、1bar以上の圧力条件下で水素充填が起こります。逆に、1 バール未満の圧力では水素の放出が起こります。
温度と圧力を監視および制御するマイクロコントローラーとセンサーを含むスマート システムを搭載。これにより、水素貯蔵化合物の相転移中にシステムの効率的かつ安全な動作が保証されます。
チームリーダーのヴォ・ドゥ・ディン氏によると、現在、圧縮ガス、液化ガス、固体の形態の3つの水素貯蔵技術がある。圧縮ガスの形で、水素は 350 ～ 700 bar (5,000 ～ 10,000 psi) の範囲の高圧タンクに貯蔵されます。液体水素は-253℃まで冷却されて液体となり、断熱タンクに貯蔵されます。固体の水素は、金属水素化物化合物や、金属有機構造体（MOF）、カーボンナノチューブなどの他の吸収材料に蓄えられます。
ディン氏によると、それぞれの保管方法にはそれぞれ異なる利点と欠点がある。したがって、テクノロジの選択は、コスト、パフォーマンス、安全性の要素を考慮して、輸送、静的保管、モバイル アプリケーションなどの使用目的によって異なります。
評価チームは、水素貯蔵の課題には、安全性と性能を確保するための複雑で高コストの技術が必要だと述べた。サポートインフラの不足と経済効率の低さにより、クリーンエネルギー源としての水素の広範な応用に対する大きな障壁となっています。
グループの研究では、この技術は安全で火災や爆発を引き起こす可能性が低いため、メンバーは固体の水素貯蔵装置を開発したいと考えています。この技術は、ガスや液化ガスの貯蔵のように極度に高い圧力や極度に低い温度を必要としないため、より簡単な貯蔵が可能になります。
理論上、チームの製品は物質を貯蔵することができ、反応後には最大20.74グラムの水素ガスを生成することになる。ディン氏によれば、これは研究施設が限られており、専門的な機器も不足しているため推定値であり、実際の量はまだ確定していないという。
圧力容器に関するベトナムの規格および規制に準拠した専門のタンク設計チーム。装置の動作中に予期しない問題が発生した場合、間接加熱システムがすべての熱源をオフにし、通常の状態に戻り、安全を確保します。
ダナン大学技術教育大学機械工学部の講師であるブイ・ヴァン・フン博士は、同グループの研究は水素を吸収・放出できる適切な貯蔵材料を見つける段階に過ぎないと評価した。チームはまた、この燃料の貯蔵容量と状態をシミュレートするためのシミュレーション モデルも構築しました。
同氏は、同グループの製品に含まれる水素の質量は約20グラムと推定され、これは約0.66kWhに相当するが、これはかなり低い値だと評価した。この電力レベルは小型デバイスや実験には適していますが、自動車などの乗り物や産業機器を長時間稼働させるには不十分です。
貯蔵される水素の量を増やすために、フン博士は、物質の質量をあまり増やさずに、より多くの水素を吸収できる合金や材料を見つけるべきだと提案した。しかし、水素貯蔵密度の高い材料の中には、充電と放電の間の相転移が起こりにくくなる条件や環境を必要とするものもあります。同氏は、この研究に基づいて、研究グループは近い将来、相変化が困難な材料についてさらに試験を実施する必要があると述べた。
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