Newswise — Исследовательская группа по водородному электричеству Корейского научно-исследовательского института электротехнологий (KERI) разработала первую в мире интегрированную систему, способную производить жидкий водород и оценивать работу предохранительных клапанов за один этап. Ожидается, что это значительное достижение, о котором было объявлено как раз к празднованию «Дня водорода» (2 ноября, обозначенного Министерством торговли, промышленности и энергетики как день, символизирующий H2, химический символ водорода), привлечет значительное внимание со стороны отрасли, поскольку она продвигает водородную экономику.

Жидкий водород получают путем охлаждения газообразного водорода до чрезвычайно низкой температуры (-253°C), в результате чего его объем в 800 раз меньше, чем его газообразная форма. Он имеет преимущества в повышении безопасности при хранении, что повышает общественное признание с точки зрения транспортировки. Жидкий водород позволяет транспортировать гораздо больший и более безопасный объем водорода по сравнению с его газообразной формой, что может значительно ускорить распространение водорода по всей стране.

Помимо производства, водород влечет за собой множество технологических проблем. Обеспечение криогенных условий и постоянное управление внутренним давлением в резервуарах с водородом имеет важное значение для долгосрочного хранения и транспортировки жидкого водорода. Качество соответствующих компонентов также имеет решающее значение. Среди этих компонентов решающую роль в регулировании давления играют предохранительные клапаны. Когда внутреннее давление в резервуаре превышает определенный порог, предохранительные клапаны автоматически выпускают газообразный водород под высоким давлением для регулирования давления.

Проблема для отечественных производителей заключалась в том, что инфраструктура производства и распределения жидкого водорода еще не полностью создана. В результате производители столкнулись с трудностями при проверке качества продукции исключительно усилиями производителей предохранительных клапанов. Из-за ограниченного доступа к жидкому водороду производителям приходилось полагаться на более доступные, но менее эффективные альтернативы, такие как жидкий азот или более дорогой жидкий гелий, для проведения неполных испытаний производительности.

Невозможность адекватно проверить работу предохранительных клапанов при достаточном доступе к жидкому водороду и, как следствие, распространение на рынке некачественных предохранительных клапанов может создать риск серьезных аварий. Чтобы решить эту проблему, компания KERI разработала революционное устройство, позволяющее выполнять как производство жидкого водорода, так и оценку производительности предохранительных клапанов в одной интегрированной системе. Эта система обеспечивает эффективное и бесперебойное тестирование, производя жидкий водород и немедленно проверяя производительность компонентов.

KERI уже зарекомендовала себя как лидер в области технологий жидкого водорода, разработав технологию автоматического криогенного охлаждения, известную как «Zero Boil-off».^*», которая позволяет эффективно производить и долговременно хранить жидкий водород. Основываясь на этом опыте, исследовательская группа KERI успешно разработала систему, которая расширяет их технологические возможности, включая тестирование производительности предохранительных клапанов.
^{* Нулевое выкипание: передовая технология криогенного охлаждения, которая гарантирует, что весь испаренный водород в резервуаре для хранения жидкого водорода полностью переконденсируется обратно в жидкую форму, поддерживая нулевую потерю жидкого водорода во время хранения.}

Новое разработанное устройство предназначено для оценки работы предохранительных клапанов 3-тонных цистерн с жидким водородом. Его портативная конструкция позволяет компаниям легко устанавливать и эксплуатировать его. Кроме того, устройство прошло строгие испытания на безопасность во взрывозащищенной испытательной камере KERI, международно-аккредитованного органа по тестированию и сертификации электрооборудования.

Рок-Кил Ко, директор исследовательской группы по водородному электричеству в KERI, объяснил: «Даже во всем мире эксперты обеспокоены отсутствием надлежащей оценки эффективности предохранительных клапанов в реальных условиях испытаний жидкого водорода. Наше устройство позволяет безопасно и просто производить жидкий водород и проверять предохранительные клапаны в одной системе даже в небольших помещениях. Это значительно повысит конкурентоспособность водородной промышленности страны».

KERI планирует провести дальнейшие эксперименты по обновлению функциональности устройства, что позволит ему работать с большим давлением и объемом водорода. Институт также будет тесно сотрудничать с такими организациями, как Корейская газовая корпорация, чтобы гарантировать, что устройство соответствует всем необходимым требованиям для использования при оценке производительности предохранительных клапанов аккредитованными испытательными органами. Кроме того, KERI ожидает большого интереса к этому прорыву со стороны производителей компонентов жидкого водорода и производителей устройств для оценки, с потенциалом для передачи технологий.

Этот исследовательский проект проводился при финансовой поддержке Министерства торговли, промышленности и энергетики и Корейского института оценки и планирования энергетических технологий в рамках «Разработки и демонстрационного проекта прицепа-цистерны грузоподъемностью 3000 кг для транспортировки жидкого водорода».