تطبيق خرطوم خلايا الوقود الهيدروجين في صناعة السيارات: التركيز الخاص على الدور الرئيسي في سلامة مركبات خلايا الوقود

مع استحقاق تكنولوجيا خلايا وقود الهيدروجين ونمو الطلب في السوق ، أصبحت مركبات خلايا وقود الهيدروجين تدريجياً جزءًا مهمًا من مركبات الطاقة النظيفة. في عملية التحول هذه ، خرطوم نظام خلايا وقود الهيدروجين ، كأحد المكونات الرئيسية ، يلعب دورًا حيويًا في سلامة وموثوقية مركبات خلايا الوقود.

تعتمد مركبات خلايا وقود الهيدروجين على التفاعل الكيميائي للهيدروجين والأكسجين في الهواء لتوليد الكهرباء ، وتشمل خريج خلايا الوقود الهيدروجين دورًا مهمًا في نقل الهيدروجين من خزانات التخزين إلى مداخن خلايا الوقود. نظرًا لأن تخزين الهيدروجين يتطلب عادةً بيئة عالية الضغط ، يجب أن يكون تصميم ومواد الخرطوم قادرة على التغلب على ظروف العمل المختلفة لضمان انتقال آمن للهيدروجين ، وتجنب التسرب ، والحفاظ على كفاءة عالية في ظل ظروف مناخية مختلفة.

يكون نظام تخزين الهيدروجين في مركبات خلايا وقود الهيدروجين عمومًا في بيئة عالية الضغط من 700 شريط ، ويجب أن يكون خرطوم خلايا الوقود الهيدروجين قادرًا على تحمل هذا الضغط العالي والتأكد من أن الهيدروجين ينتقل من خزان الغاز إلى كومة خلية الوقود في ظل ظروف آمنة. تحقيقًا لهذه الغاية ، تستخدم خراطيم الوقود الهيدروجين الحديثة مواد مركبة عالية القوة ، مثل الخراطيم المطلية بالمعادن أو مركبات البوليمر ، والتي لا تحسن فقط من قوة الخرطوم ، ولكنها تمنع أيضًا خطر تسرب الهيدروجين عالي الضغط.

التغيرات في درجة الحرارة في بيئة التشغيل لمركبات خلايا الوقود هي تحد لا يمكن تجاهله. يجب أن تكون خراطيم خلايا وقود الهيدروجين مقاومة لكل من درجات الحرارة العالية والمنخفضة لضمان قدرتها على الحفاظ على انتقال الهيدروجين المستقر في ظل ظروف الطقس المختلفة. تستخدم العديد من الخراطيم البوليمرات المقاومة للدرجات الحرارة العالية والمواد المرنة ذات درجة الحرارة المنخفضة ، مما يعزز بشكل كبير أداء الخراطيم وتمكينها من الحفاظ على الموثوقية في ظل ظروف درجة الحرارة المتغيرة.

أثناء الاستخدام على المدى الطويل ، تحتاج خراطيم خلايا وقود الهيدروجين إلى التعامل مع تآكل عوامل خارجية متعددة مثل الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة والبيئات الحمضية ، لذلك يجب أن يكون لديهم القدرة على مقاومة الشيخوخة والتآكل. تحقيقًا لهذه الغاية ، امتدت الخراطيم الحديثة بشكل كبير عمر خدمتها عن طريق إضافة الطلاءات الحماية للأشعة فوق البنفسجية والمواد المضادة للأكسدة ، ومنع بشكل فعال الخراطيم من التحلل بسبب التأثيرات البيئية الخارجية.

باعتبارها غازًا عالي الكثافة والغاز القابل للاشتعال للغاية ، فإن أي خطأ طفيف في التخزين والنقل قد يجلب مخاطر سلامة ضخمة. لذلك ، فإن سلامة خراطيم خلايا وقود الهيدروجين في مركبات خلايا الوقود أمر بالغ الأهمية. يجب ألا يضمن تصميم خراطيم خلايا الوقود الهيدروجين فقط النقل الفعال للهيدروجين ، ولكن أيضًا يركز على السلامة لمنع تسرب الغاز أو الانفجار أو غيره من المخاطر المحتملة.

يخضع نظام تخزين الهيدروجين في مركبات خلايا الوقود الهيدروجين للضغط العالي ، لذلك يجب أن يكون لخريج خلايا الوقود الهيدروجين خصائص ختم عالية للغاية عند توصيل خزان تخزين الهيدروجين ومكدس خلية الوقود. قد يتسبب أي تسرب صغير في حادث أمان ، أو حتى حريق أو انفجار. لذلك ، يجب أن يعتمد تصميم الخرطوم تقنية الختم مزدوجة الطبقات وأن يكون مزودًا بجهاز تنظيم ضغط عالي الدقة لضمان عدم تسرب الهيدروجين بسبب سوء الإغلاق أثناء الإرسال. يمكن أن يؤدي استخدام الخراطيم المطلية بالمعادن أو الخراطيم المركبة بفعالية إلى منع تسرب الهيدروجين.

مع تطور التكنولوجيا ، قام تصميم خراطيم خلايا وقود الهيدروجين بدمج تقنية الاستشعار الذكية تدريجياً ، والتي يمكنها مراقبة مؤشرات مهمة مثل ضغط الهيدروجين ودرجة الحرارة والتدفق في الوقت الفعلي. في حالة حدوث خلل ، يمكن للمستشعر إصدار إنذار إلى نظام التحكم في المركبات على الفور ، بحيث يمكن أن تؤخذ التدابير المضادة مسبقًا لتجنب الخطر. ستعمل تقنية المراقبة الذكية هذه على تحسين سلامة مركبات خلايا الوقود بشكل كبير. من خلال الابتكار المستمر لتكنولوجيا خلايا وقود الهيدروجين ، تتطور تقنية تصميم وتصنيع خراطيم خلايا وقود الهيدروجين أيضًا لضمان أن تلعب دورًا أكبر في انتقال الهيدروجين الفعال والآمن .