STOCCAGGIO DELL'IDROGENO IN IDRURO METALLICO

Perché lo stoccaggio dell'idrogeno in idruro metallico é importante. I camion, gli autobus o le auto alimentati a idrogeno sono molto simili alle comuni automobili "elettriche" a batteria che si vedono sempre più spesso ogni giorno. Anche i veicoli a idrogeno sono veicoli elettrici, ma il sistema di alimentazione è in parte diverso: l'idrogeno e l'ossigeno reagiscono all'interno di una cella a combustibile generando l'elettricità che anima un motore elettrico. Mentre i veicoli a batteria traggono energia da batterie agli ioni di litio precaricate, i veicoli alimentati a idrogeno immagazzinano il carburante a bordo, all'interno di serbatoi pressurizzati. Per una massima densità energetica, l'idrogeno immagazzinato deve essere sottoposto a pressioni fino a 700 bar per poter essere contenuto nello spazio limitato del serbatoio e garantire un'autonomia adeguata. Questi serbatoi devono essere sufficientemente resistenti per sopportare l'alta pressione e devono anche essere impermeabili all'idrogeno per evitare che il gas fuoriesca. Tuttavia, si stanno cercando delle alternative ai serbatoi al fine di evitare problemi di sicurezza legati alla pressione estrema e prevenire sprechi di energia quando si comprime l'idrogeno a simili pressioni.

Il DLR, l'agenzia aerospaziale tedesca di Stoccarda, si occupa di studiare metodi alternativi per immagazzinare l'idrogeno da utilizzare nelle celle a combustibile o nei veicoli. Per lo stoccaggio di idrogeno in serbatoi di idruro metallico, è stato richiesto a Wagner Mess- und Regeltechnik, distributore Bronkhorst, di individuare una soluzione per l'immissione controllata di idrogeno gassoso all'interno del serbatoio, e di misurare l'idrogeno gassoso rilasciato dal contenitore.

Requisiti per l'applicazione
Nei serbatoi di idruro metallico, l'idrogeno viene immagazzinato grazie alle reazioni chimiche reversibili che avvengono tra una lega metallica e l'idrogeno gassoso. L'idruro metallico solido agisce come una spugna in grado di assorbire e rilasciare idrogeno. Per individuare in quali condizioni di processo il carico/scarico di idrogeno risulti più efficace, è necessario misurare e controllare accuratamente i flussi di idrogeno e la pressione di processo. Inoltre, trattandosi di ambienti di ricerca e sviluppo, i setpoint e i valori di misurazione devono essere accuratamente registrati per fini analitici.

Punti fondamentali
- Controllo del flusso-pressione
- Riproducibilità
- Metodo sicuro per conservare l'idrogeno
- Applicazione a pressione relativamente bassa rispetto al sistema di stoccaggio tradizionale

Soluzione di processo
La soluzione Bronkhorst consiste in una serie di strumenti di misurazione della portata installati all'ingresso e all'uscita del serbatoi di idruro metallico. Per l'immissione dell'idrogeno nell'idruro metallico, vengono utilizzati gli strumenti della famiglia di misuratori di portata IN-FLOW in combinazione con le valvole Vary-P. Per studiare la reazione di stoccaggio, la pressione all'interno del serbatoio di idruro metallico viene mantenuta a un determinato livello.

A tal fine, all'ingresso e all'uscita del serbatoio di idruro metallico, sono presenti regolatori di pressione della serie IN-PRESS, collegati a valvole Vary-P. La valvola parallela all'uscita è una valvola a sfera che permette di ridurre la pressione a quella atmosferica.