Flüssigwasserstofftanks zeigen aufgrund ihrer hohen Wasserstoffspeicherdichte und niedrigen Systemkosten ein Potenzial für die großflächige Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Dennoch stellt die langfristige Aufrechterhaltung eines Hochvakuums im Bereich von 10^-2 Pa im Zwischenraum der Flüssigwasserstoffbehälter eine Herausforderung dar. Restwasserstoff ist der Hauptfaktor für den Vakuumverlust, weshalb die Entwicklung leistungsfähiger, kostengünstiger Wasserstoffadsorbentien dringend erforderlich ist. Diese Studie basiert auf den porösen Eigenschaften von Metall-organischen Rahmenmaterialien (MOFs) und verwendet HKUST-1 als neuartigen Wasserstoffadsorbentien, um dessen Adsorptionseigenschaften und den Anwendungsmechanismus in Flüssigwasserstofftanks (Länge 12.192 mm, Breite 2.438 mm, Höhe 2.591 mm, 40 Fuß) systematisch zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass selbstsynthetisiertes HKUST-1 mit einer spezifischen Oberfläche von 1.426 m²/g und einer bimodalen Porenstruktur hervorragendes physikalisches Adsorptionspotenzial aufweist. Das Material besitzt reversible Wasserstoffadsorptionseigenschaften im Flüssigwasserstoff-Temperaturbereich und behält auch bei extrem niedrigem Druck eine wirksame Adsorption bei, wobei es sowohl tieftemperatur- als auch Raumtemperaturadsorption kombiniert. Das dynamische Vakuummodell des Zwischenraums zeigt, dass der Einsatz einer kleinen Menge HKUST-1 am kalten Ende des Zwischenraums gleichzeitig den Bedarf an Kalt- und Raumtemperaturadsorbentien reduziert, die physikalische Adsorption von Restwasserstoff effektiv verbessert und die Erhöhung des Partialdrucks von H₂ bei extrem niedrigem Vakuum verlangsamt. Diese Studie bietet neue Materiallösungen zur Vakuumerhaltung in Flüssigwasserstoffspeicher- und -transporteinrichtungen und ist für das sichere Design und den Betrieb von Flüssigwasserstofftanks von Bedeutung.

Wasserstoffadsorbent; Metall-organische Gerüste; Adsorptionsleistung; Vakuum-Multischichtdämmung