Hidrogen adalah salah satu tenaga mesra alam yang paling menjanjikan pada masa hadapan. Sebagai unsur alam semesta yang paling banyak, ia menyediakan sumber tenaga bersih yang tidak berkesudahan yang boleh ditukar kepada elektrik oleh sel bahan api tanpa sisa toksik atau pelepasan gas rumah hijau. Walau bagaimanapun, kunci kepada penggunaan meluas hidrogen terletak pada strategi yang cekap untuk penyimpanan dan penghantaran, terutamanya apabila digunakan untuk aplikasi pegun dan automotif.
Hidrogen boleh disimpan dalam bentuk cecair atau gas, sama ada untuk penyimpanan jangka panjang dalam formasi geologi semula jadi (seperti gua garam, gua batu keras berlapis dan medan minyak dan gas yang habis) atau jangka pendek sebagai gas hidrogen termampat untuk pengangkutan dan pada -aplikasi papan dalam kenderaan elektrik sel bahan api. Penyimpanan cecair diutamakan kerana ia memerlukan lebih sedikit ruang untuk tahap ketumpatan tenaga tertentu.
Untuk mencapai ketumpatan tenaga yang mencukupi untuk kegunaan praktikal, hidrogen perlu dimampatkan ke tahap tekanan tinggi. Ini boleh dicapai menggunakan teknologi pemampatan mekanikal konvensional seperti pemampat salingan, diafragma dan linear atau teknologi bukan mekanikal inovatif yang direka khusus untuk hidrogen, seperti pemampat kriogenik, hidrida logam dan elektrokimia.
Dalam kes penyimpanan gas, kemungkinan hidrogen akan dicampur dengan gas asli untuk pengangkutan dalam infrastruktur saluran paip sedia ada. Ketumpatan tenaga penyelesaian ini dihadkan oleh kapasiti saluran paip dan integriti bahannya, serta keupayaan pengguna akhir untuk mengendalikan jumlah hidrogen yang besar. Beberapa usaha penyelidikan sedang dijalankan untuk menentukan prestasi sistem jenis ini (lihat Kurz et al., 2020a dan b).
Untuk penyimpanan cecair, pilihan terbaik yang ada pada masa ini ialah menyimpan hidrogen sebagai logam alkali borida, seperti nikel borohidrida (NbH), yang boleh mengekalkan operasi hingga 1,000 °C dengan kehilangan kecekapan Carnot hanya 40%. Namun begitu, bahan jenis ini terdedah kepada keracunan oleh kesan oksigen dan air yang terdapat dalam udara ambien pada suhu yang begitu tinggi. Tambahan pula, ia adalah mahal dan memakan masa untuk menghasilkan NbH.
Pendekatan yang lebih pantas dan lebih menjimatkan kos ialah memampatkan hidrogen menggunakan pam emparan, satu teknik yang telah digunakan secara meluas dalam aplikasi industri. Walau bagaimanapun, keadaan operasi pam sedemikian sangat menuntut dan boleh menyebabkan tahap haus yang tinggi pada komponen pam. Ini benar terutamanya dalam kes pemutar, yang tertakluk kepada pecutan dan getaran putaran yang besar. Kerosakan yang terhasil pada bilah pemutar dan pengedap meningkatkan kos penyelenggaraan dan pembaikan, dan boleh menjejaskan kecekapan pam dan, akibatnya, kebolehpercayaan keseluruhan sistem.
Untuk menangani isu ini, Institut Penyelidikan Barat Daya (SwRI) telah membangunkan pemampat salingan dipacu motor linear, dipanggil LMRC, yang direka khusus untuk memampatkan hidrogen untuk kenderaan elektrik sel bahan api (FCEV). Mesin kedap udara dan tertutup rapat ini menggunakan gabungan penyelesaian yang dibangunkan SwRI untuk melindungi daripada kekosongan dan susut, termasuk salutan, reka bentuk injap dan omboh hermetik. Ia juga menampilkan reka bentuk motor linear yang mengurangkan penggunaan kuasa dan bilangan bahagian yang bergerak, sekali gus meningkatkan kecekapan, kebolehpercayaan dan kitaran hayat produk.
Pengeluar Magnet AlNiCo
