กลุ่มนักศึกษาจากดานังใช้โลหะไฮไดรด์และเทคนิคการให้ความร้อนเพื่อดำเนินกระบวนการชาร์จและปล่อยไฮโดรเจน โดยสร้างอุปกรณ์ที่สามารถกักเก็บไฮโดรเจนในรูปก๊าซได้มากกว่า 20 กรัม
งานวิจัยนี้ดำเนินการโดย Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam และ Mai Duc Hung จากภาควิชาช่างยนต์ คณะวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยการศึกษาเทคนิค มหาวิทยาลัยดานัง ตั้งแต่เดือนตุลาคม 2023 ผลิตภัณฑ์นี้มุ่งเป้าไปที่เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง โดยนำไปใช้ในระบบการจัดการพลังงานและการขนส่งสีเขียว
ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการออกแบบด้วยส่วนหลักสองส่วน: ถังไฮโดรเจนพร้อมชิ้นส่วนเสริมและระบบควบคุมอัจฉริยะ หลักการทำงานของถังคือปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมในถังและไฮโดรเจนเพื่อสร้างสารประกอบแมกนีเซียมไฮไดรด์ (MgH₂) เมื่อถูกความร้อนที่ 250-350°C การชาร์จไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะแรงดันสูงกว่า 1 บาร์ ในทางกลับกัน การปล่อยไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นที่ความดันต่ำกว่า 1 บาร์
พร้อมระบบอัจฉริยะทั้งไมโครคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์ที่คอยตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิและแรงดัน ซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงการทำงานของระบบอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยในระหว่างการเปลี่ยนสถานะสารประกอบกักเก็บไฮโดรเจน
ตามที่หัวหน้าทีม Vo Du Dinh กล่าว ปัจจุบันมีเทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจนสามประเภท ได้แก่ ก๊าซอัด ก๊าซเหลว และของแข็ง ไฮโดรเจนจะถูกเก็บไว้ในถังแรงดันสูงซึ่งมีแรงดันตั้งแต่ 350 ถึง 700 บาร์ (5,000–10,000 psi) ในรูปแบบของเหลว ไฮโดรเจนจะถูกทำให้เย็นลงถึง -253°C เพื่อกลายเป็นของเหลว จากนั้นจึงเก็บไว้ในถังที่มีฉนวน ในรูปของแข็ง ไฮโดรเจนจะถูกเก็บไว้ในสารประกอบไฮไดรด์ของโลหะหรือวัสดุดูดซับอื่นๆ เช่น กรอบโลหะอินทรีย์ (MOF) นาโนท่อคาร์บอน…
ตามที่ดิงห์กล่าวไว้ วิธีการจัดเก็บข้อมูลแต่ละวิธีมีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเลือกเทคโนโลยีจึงขึ้นอยู่กับจุดประสงค์การใช้งาน เช่น การขนส่ง การจัดเก็บแบบคงที่ หรือแอปพลิเคชันแบบเคลื่อนที่ โดยต้องคำนึงถึงต้นทุน ประสิทธิภาพ และปัจจัยด้านความปลอดภัยด้วย
ทีมประเมินกล่าวว่าความท้าทายในการกักเก็บไฮโดรเจนต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนและมีต้นทุนสูงเพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพ เนื่องจากขาดโครงสร้างพื้นฐานรองรับและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่ต่ำ จึงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการใช้งานไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานสะอาดอย่างแพร่หลาย
ในการวิจัยของกลุ่ม สมาชิกต้องการสร้างอุปกรณ์กักเก็บไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ปลอดภัยและมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิดน้อย เทคโนโลยีนี้ช่วยให้การเก็บรักษาสะดวกยิ่งขึ้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีแรงดันสูงมากหรืออุณหภูมิต่ำมาก เช่นเดียวกับการจัดเก็บโดยใช้แก๊สหรือก๊าซเหลว
ในทางทฤษฎี ผลิตภัณฑ์ของทีมสามารถจัดเก็บวัสดุได้ และหลังจากการทำปฏิกิริยาแล้ว จะผลิตไฮโดรเจนก๊าซได้สูงสุด 20.74 กรัม ตามที่ดิงห์กล่าว นี่เป็นเพียงการประมาณการเท่านั้น เนื่องมาจากสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยที่มีจำกัด และขาดอุปกรณ์เฉพาะทาง ดังนั้น ปริมาณที่แท้จริงจึงยังไม่สามารถระบุได้
ทีมออกแบบถังเฉพาะทางตามมาตรฐานและข้อบังคับของเวียดนามเกี่ยวกับภาชนะรับแรงดัน เมื่อเกิดปัญหาที่ไม่คาดคิดในขณะที่เครื่องกำลังทำงาน ระบบทำความร้อนทางอ้อมจะปิดแหล่งความร้อนทั้งหมดและกลับสู่สถานะปกติเพื่อความปลอดภัย
ดร. บุย วัน หุ่ง อาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ เครื่องกล มหาวิทยาลัยเทคนิคศึกษา มหาวิทยาลัยดานัง ประเมินว่าการวิจัยของกลุ่มยังอยู่ในขั้นการค้นหาวัสดุจัดเก็บที่เหมาะสมที่สามารถดูดซับและปล่อยไฮโดรเจนได้ ทีมยังได้สร้างแบบจำลองจำลองเพื่อจำลองความจุและเงื่อนไขของเชื้อเพลิงนี้ด้วย
เขาประเมินว่ามวลของไฮโดรเจนในผลิตภัณฑ์ของกลุ่มอยู่ที่ประมาณ 20 กรัม เทียบเท่ากับประมาณ 0.66 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งถือว่าต่ำมาก ระดับพลังงานนี้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กหรือการทดลอง แต่ไม่เพียงพอต่อการใช้งานยานพาหนะ เช่น รถยนต์ หรืออุปกรณ์อุตสาหกรรมเป็นเวลานาน
เพื่อเพิ่มปริมาณไฮโดรเจนที่เก็บไว้ ดร. หัง แนะนำว่ากลุ่มควรค้นหาโลหะผสมหรือวัสดุที่สามารถดูดซับไฮโดรเจนได้มากขึ้นโดยไม่เพิ่มมวลของวัสดุมากเกินไป อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิดที่มีความหนาแน่นในการกักเก็บไฮโดรเจนสูงจำเป็นต้องมีเงื่อนไขและสภาพแวดล้อมที่ทำให้การเปลี่ยนสถานะจากการชาร์จและการคายประจุเกิดขึ้นได้ยากขึ้น เขากล่าวว่าจากการวิจัยนี้ กลุ่มจำเป็นต้องดำเนินการทดสอบเพิ่มเติมกับวัสดุที่เปลี่ยนเฟสได้ยากในอนาคตอันใกล้นี้
ตามหลักทรัพย์สินทางปัญญาและนวัตกรรม
การแสดงความคิดเห็น (0)