Hydrogen er en av fremtidens mest lovende miljøvennlige energier. Som universets mest tallrike element, gir det en uendelig kilde til ren energi som kan omdannes til elektrisitet av brenselceller uten giftig avfall eller klimagassutslipp. Nøkkelen til hydrogens utbredte bruk ligger imidlertid i effektive strategier for lagring og levering, spesielt når det brukes til stasjonære og bilapplikasjoner.
Hydrogen kan lagres i flytende eller gassform, enten for langtidslagring i naturlige geologiske formasjoner (som salthuler, forede berghuler og utarmede olje- og gassfelt) eller kortsiktig som en komprimert hydrogengass for transport og på -brettapplikasjoner i brenselcelle elektriske kjøretøy. Væskelagring er foretrukket fordi det krever mindre plass for et gitt nivå av energitetthet.
For å oppnå tilstrekkelig energitetthet for praktisk bruk, må hydrogen komprimeres til høye trykknivåer. Dette kan oppnås ved bruk av konvensjonelle mekaniske kompresjonsteknologier slik som stempelkompressorer, membrankompressorer og lineære kompressorer eller innovative ikke-mekaniske teknologier spesielt utviklet for hydrogen, slik som kryogene, metallhydrid og elektrokjemiske kompressorer.
Ved gasslagring er det sannsynlig at hydrogen vil bli blandet med naturgass for transport i eksisterende rørledningsinfrastruktur. Energitettheten til denne løsningen er begrenset av kapasiteten til rørledningen og dens materialintegritet, samt sluttbrukernes evne til å håndtere store volumer hydrogen. Det pågår flere forskningsinnsats for å bestemme ytelsen til denne typen system (se Kurz et al., 2020a og b).
For væskelagring er det beste alternativet som er tilgjengelig for øyeblikket å lagre hydrogen som et alkalimetallborid, slik som nikkelborhydrid (NbH), som kan opprettholde drift til 1000 °C med et Carnot-effektivitetstap på bare 40 %. Likevel er denne typen materiale sårbar for forgiftning av spor av oksygen og vann som finnes i omgivelsesluften ved så høye temperaturer. Videre er det dyrt og tidkrevende å produsere NbH.
En raskere og mer kostnadseffektiv tilnærming er å komprimere hydrogen ved hjelp av sentrifugalpumper, en teknikk som allerede er mye brukt i industrielle applikasjoner. Driftsforholdene til slike pumper er imidlertid svært krevende og kan føre til høy grad av slitasje på pumpekomponentene. Dette gjelder spesielt for rotorene, som er utsatt for store rotasjonsakselerasjoner og vibrasjoner. Den resulterende skaden på rotorbladene og tetningene øker vedlikeholds- og reparasjonskostnadene, og kan kompromittere effektiviteten til pumpen og følgelig den generelle påliteligheten til systemet.
For å løse dette problemet har Southwest Research Institute (SwRI) utviklet en lineær motordrevet stempelkompressor, kalt LMRC, som er spesielt utviklet for å komprimere hydrogen for brenselcelle elektriske kjøretøy (FCEV). Denne lufttette, hermetisk forseglede maskinen bruker en kombinasjon av SwRI-utviklede løsninger for å beskytte mot sprøhet og avfall, inkludert belegg, ventildesign og hermetiske stempler. Den har også en lineær motordesign som reduserer strømforbruket og antall bevegelige deler, og øker dermed effektiviteten, påliteligheten og produktets livssyklus.
AlNiCo-magnetprodusenter
