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氢存储安全新突破:无惧烈火的自排气储罐技术

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在氢能源蓬勃发展的当下,氢存储安全一直是行业关注的焦点。今天,咱们就来深入聊聊一项堪称 “黑科技” 的氢存储安全技术——基于微泄漏不破裂(μLNB)概念的无热激活泄压装置(TPRD)自排气IV型储罐技术,它或许将彻底改写氢能源的安全格局!

 

传统的高压氢储罐一旦在火灾中破裂,爆炸波、火球、抛射物等危害就会接踵而至,想想都让人后怕。目前常用的标准储罐,耐火时间只有短短几分钟,在汽油、柴油泄漏引发的火灾里,风险极高。而且,现行的GTR#13火灾测试协议规定的热释放率比实际火灾低很多,根本没法保障真实场景下的安全,改进迫在眉睫。

 

这项新技术来自阿尔斯特大学,它的设计十分巧妙。自排气储罐主要由塑料内胆、金属凸台、纤维增强聚合物层和外部热保护层构成。火灾发生时,塑料内胆会先熔化,氢气就能通过复合材料里的微通道泄漏出来。神奇的是,在这过程中,双复合壁还能稳稳地承担重量,氢气会以微火焰的形式燃烧,或者和树脂一起烧,不会让储罐发生破裂,把危险降到了最低。

 

为了验证新技术靠不靠谱,科研团队做了大量测试。先拿碳 - 碳组合的储罐原型开刀,4个有着HDPE内胆的储罐在热释放率HRR/A = 1MW/m^{2}的火灾里接受考验。结果发现,它们在4分26秒到6分2秒这个时间段开始泄漏,压力慢慢下降,氢气温度变化也和预期一致。碳 - 玻璃储罐也没落下,3次测试下来,都在同样热释放率的火灾里成功泄漏,压力最后都降到了和大气压一样。

 

实际火灾中,消防员的救援行动也很关键。所以,科研团队又模拟了两种常见的救援场景。一种是把着火的储罐从火里移出来,另一种是直接往上面喷水灭火。6个储罐原型参与了测试,事实证明,水一喷,火很快就灭了,而且不同内胆等级还会影响储罐里的压力和温度变化呢。

 

最严苛的考验还在后头!科研团队用热释放率高达HRR/A = 19.5MW/m^{2}的70MPa高压氢气冲击射流火,对碳 - 玄武岩材质的储罐原型发起挑战。测试时,内胆4分12秒就熔化了,氢气泄漏后,压力和温度按预期变化,最后压力降到大气压,充分证明了这项技术在极端条件下也能正常发挥作用。

 

这项μLNB自排气储罐技术经过这么多轮严格测试,实力那是有目共睹。它能让储罐在各种火灾里都不破裂,爆炸波、火球这些危险都能被轻松化解,成本还降低了不少。对消防员来说,灭火策略也不受影响。不仅如此,它还为相关法规和火灾测试的改进指明了方向,让氢能源运输和基础设施发展更有底气,未来,说不定能让公众对氢能源彻底放下心!

 

氢能源的安全发展之路,因为这项技术又前进了一大步。大家是不是和我一样,对氢能源的未来充满了期待?欢迎在评论区留言讨论!

来源:气瓶设计的小工程师
复合材料燃烧消防爆炸材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-05-10
最近编辑:2小时前
气瓶设计的小攻城狮
硕士 从事IV储氢气瓶行业。
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