4. ENGINEERING ISSUES OF METAL HYDR

4. ENGINEERING ISSUES OF METAL HYDRIDE STORAGE VESSELS
Fines confinement Metal hydrides break up to fine powders with sizes in the micron range (Figure 2). The fine particles if not confined can migrate and interfere with the operation of moving parts such as valves. Filters with proper pore size and area must be used to prevent the migration of the fines but minimize resistance to gas flow.Expansion and contraction Metal hydride expands when absorbing hydrogen and contracts after releasing the hydrogen. This expansion and contraction must not be overly restricted. If the bulk of the metal hydride powder is unable to expand due to restriction or lack of space, stress will build up on the container wall and could eventually deform or damage the container. Tests conducted with La-Ni-Al hydride in a 3-inch diameter, horizontal container showed that the wall stress increased dramatically when free space is less than 15%6. See Figure 3. It is utmost important that the metal hydride powder can expand and contract in the container without causing damage.
Hydrogen density How to increase the stored hydrogen density is the most critical issue. Density must be considered both in weight and volume. A high weight fraction of hydrogen will do no good if the weight per volume is small. One most obvious example is hydrogen gas. It is 100% hydrogen but its weight per volume is uselessly small at ambient conditions. To put metal hydrides in perspective with other hydrogen containing materials, the hydrogen content in several common metal hydrides are shown in Figure 4, together with that of methane, propane, methanol, gasoline, gas and liquid hydrogen. Note that bulk density, which is about half of theoretical density for a solid is used to calculate the volumetric density of hydrogen. The reason is obvious. One can in practice fill a tank to the bulk density of the material not to the theoretical density of the material. This figure brings out two very significant points. First, the present practical metal hydrides contain about 0.06 g/cc of hydrogen compared with 0.07 for liquid hydrogen and about 0.1 for the liquid hydrogen carbon fuels that include gasoline, methanol and ethanol. Second, the light solids such as magnesium hydride and the sodium aluminum hydride increase the hydrogen weight ratio significantly but not the volumetric density. The volumetric density of sodium aluminum hydride is actually decreased. This information implies an important point: the bulk volumetric density of hydrogen storage is not likely to be more than 0.07 g/cc, certainly not 0.1 g/cc.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4. ปัญหาทางวิศวกรรมของเมทัลไฮดราเก็บรักษาเรือ
Fines ไฮไดรด์โลหะคุมขังเลิกผงดีที่มีขนาดอยู่ในช่วงไมครอน (รูปที่ 2) อนุภาคที่ดีถ้าไม่ได้ จำกัด อยู่สามารถโยกย้ายและแทรกแซงการทำงานของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเช่นวาล์ว ฟิลเตอร์ที่มีขนาดรูขุมขนและพื้นที่ที่เหมาะสมจะต้องใช้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการอพยพย้ายถิ่นของค่าปรับ แต่ลดความต้านทานต่อก๊าซ flow.Expansion และการหดตัวไฮไดรด์โลหะขยายเมื่อดูดซับไฮโดรเจนและสัญญาหลังจากปล่อยไฮโดรเจน การขยายตัวและการหดตัวนี้จะต้องไม่ถูก จำกัด มากเกินไป หากกลุ่มของผงเมทัลไฮดราไม่สามารถที่จะขยายตัวได้เนื่องจากข้อ จำกัด หรือการขาดพื้นที่ความเครียดจะสร้างขึ้นบนผนังภาชนะและในที่สุดก็อาจทำให้พิการหรือความเสียหายของภาชนะ การทดสอบการดำเนินการกับ La-Ni-อัลไฮไดรด์ในขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3 นิ้วบรรจุแนวนอนแสดงให้เห็นว่าความเครียดผนังที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อมีพื้นที่ว่างน้อยกว่า 15% 6 ดูรูปที่ 3 มันเป็นสิ่งสำคัญที่ผงเมทัลไฮดราสามารถขยายและหดตัวในภาชนะที่ไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย.
ความหนาแน่นของไฮโดรเจนวิธีการเพิ่มความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่เก็บไว้เป็นปัญหาที่สำคัญที่สุด ความหนาแน่นจะต้องพิจารณาทั้งในน้ำหนักและปริมาณ เศษน้ำหนักสูงของไฮโดรเจนจะทำไม่ดีถ้าน้ำหนักต่อปริมาตรที่มีขนาดเล็ก ตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดที่สุดคือก๊าซไฮโดรเจน มันเป็นไฮโดรเจน 100% แต่น้ำหนักต่อปริมาตรที่มีขนาดเล็กไม่เอาไหนในสภาวะแวดล้อม ที่จะนำไฮไดรด์โลหะในมุมมองด้วยวัสดุอื่น ๆ ที่มีไฮโดรเจนปริมาณไฮโดรเจนในหลายไฮไดรด์โลหะทั่วไปจะแสดงในรูปที่ 4 ร่วมกับที่ของก๊าซมีเทนโพรเพน, เมทานอลน้ำมันก๊าซและไฮโดรเจนเหลว โปรดทราบว่าความหนาแน่นซึ่งเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นของทฤษฎีที่เป็นของแข็งถูกนำมาใช้ในการคำนวณปริมาตรความหนาแน่นของไฮโดรเจน เหตุผลก็คือชัดเจน หนึ่งในทางปฏิบัติสามารถเติมถังกับความหนาแน่นของวัสดุที่ไม่ได้ที่จะมีความหนาแน่นทางทฤษฎีของวัสดุ ตัวเลขนี้ออกมาสองจุดสำคัญมาก ครั้งแรกที่นำเสนอไฮไดรด์โลหะในทางปฏิบัติมีประมาณ 0.06 กรัม / ซีซีไฮโดรเจนเมื่อเทียบกับ 0.07 สำหรับไฮโดรเจนเหลวและประมาณ 0.1 สำหรับของเหลวเชื้อเพลิงไฮโดรเจนคาร์บอนที่มีน้ำมันเอทานอลเมทานอลและ ประการที่สองปริมาณของแข็งที่เบา ๆ เช่นไฮไดรด์แมกนีเซียมและอลูมิเนียมไฮไดรด์โซเดียมเพิ่มอัตราส่วนน้ำหนักไฮโดรเจนอย่างมีนัยสำคัญ แต่ไม่หนาแน่นปริมาตร ปริมาตรความหนาแน่นของอลูมิเนียมโซเดียมไฮไดรด์จะลดลงจริง ข้อมูลนี้มีความหมายเป็นจุดสำคัญ: ความหนาแน่นปริมาตรจำนวนมากของการจัดเก็บไฮโดรเจนไม่น่าจะมีมากขึ้นกว่า 0.07 กรัม / ซีซีไม่แน่นอน 0.1 กรัม / ซีซี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . ปัญหาทางวิศวกรรมของถังเมทัลไฮไดรด์โลหะค่าปรับเมทัลไฮไดรด์จำกัดเลิกกันผงปรับขนาดในช่วงไมครอน ( รูปที่ 2 ) มีอนุภาคขนาดเล็กถ้าไม่คับสามารถโยกย้าย และรบกวนการทำงานของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เช่น วาล์ว ตัวกรองที่มีขนาดรูพรุนที่เหมาะสม และพื้นที่ที่ต้องใช้เพื่อป้องกันการอพยพของสินไหม แต่ลดความต้านทานต่ออัตราการไหลของแก๊ส การขยายตัวและการหดตัวขยายตัวเมทัลไฮไดรด์เมื่อดูดซับไฮโดรเจนและสัญญาหลังปล่อยไฮโดรเจน การขยายตัวและการหดตัวไม่ต้องถูกควบคุม ถ้าเป็นกลุ่มของไฮไดรด์โลหะผง ไม่สามารถขยายเนื่องจากข้อ จำกัด หรือการขาดพื้นที่ ความเครียดจะสร้างขึ้นบนภาชนะผนังและในที่สุดจะบิด หรือทำลายภาชนะ การทดสอบด้วยลา นิล ไฮไดรด์ในขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3 นิ้ว บรรจุแนวนอนพบว่าผนังความเครียดเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อพื้นที่ว่างน้อยกว่า 15 % 6 ดูรูปที่ 3 มันเป็นเรื่องสำคัญที่สุดที่ไฮไดรด์โลหะผงสามารถขยายและหดตัวในภาชนะโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายความหนาแน่นของไฮโดรเจนวิธีการเพิ่มจัดเก็บไฮโดรเจนความหนาแน่นเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุด ความหนาแน่นที่ต้องพิจารณาทั้งน้ำหนักและปริมาตร น้ำหนักสูง ส่วนไฮโดรเจนจะไม่ดีนักถ้าน้ำหนักต่อปริมาตรเล็ก ตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดที่สุดคือแก๊สไฮโดรเจน มันเป็น 100% ไฮโดรเจนแต่น้ำหนักต่อปริมาตรคือเรื่องเล็กที่สภาวะแวดล้อม ใส่เมทัลไฮไดรด์ในมุมมองอื่น ๆประกอบด้วย ไฮโดรเจน ไฮโดรเจน วัสดุเนื้อหาในหลายเมทัลไฮไดรด์ทั่วไปแสดงในรูปที่ 4 ร่วมกับก๊าซมีเทน โพรเพน , เมทานอล , น้ำมัน , ของเหลวและก๊าซ ไฮโดรเจน หมายเหตุว่า ความหนาแน่น ซึ่งประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นทางทฤษฎีสำหรับของแข็งใช้ในการคำนวณความหนาแน่นเชิงปริมาตรของไฮโดรเจน เหตุผลที่เห็นได้ชัดคือ หนึ่งสามารถในการปฏิบัติเติมถังที่ความหนาแน่นของวัสดุที่ไม่ใช่ความหนาแน่นทางทฤษฎีของวัสดุ รูปนี้ออกมาอย่างสองจุด แรก , โฮเมอร์ปฏิบัติโลหะในปัจจุบันมีประมาณ 0.06 กรัม / ซีซีของไฮโดรเจนเทียบกับ 0.07 ไฮโดรเจนเหลวและไฮโดรเจนเหลวประมาณ 0.1 สำหรับคาร์บอนเชื้อเพลิง ได้แก่ น้ำมันเบนซินเมทานอลและเอทานอล ประการที่สอง ไลท์ของแข็ง เช่น แมกนีเซียมและโซเดียม hydride อลูมิเนียมไฮไดรด์เพิ่มไฮโดรเจน อัตราส่วนโดยน้ำหนักมากแต่ไม่ใช่ความหนาแน่นเชิงปริมาตร . ความหนาแน่นเชิงปริมาตรของโซเดียมอะลูมิเนียม hydride จะลดลง ข้อมูลนี้แสดงถึงจุดสําคัญ : ความหนาแน่นเชิงปริมาตรของไฮโดรเจนกระเป๋าไม่น่าจะเกิน 0.07 กรัม / ซีซีไม่แน่นอน 0.1 g / cc