Étude des performances de maintien du vide des matériaux d'adsorption MOFs pour conteneurs d'hydrogène liquide

Li Xinyi ,  

Zou Jiahao ,  

Wang Haoren ,  

Pan Quanwen ,  

Wang Bo ,  

Gan Zhihua ,  

摘要

Les conteneurs d'hydrogène liquide présentent un potentiel de stockage et de transport à grande échelle grâce à leur haute densité de stockage d'hydrogène et à leurs coûts système réduits. Cependant, le maintien à long terme d'un vide élevé au niveau de 10-2 Pa dans l'espace intercalé des réservoirs d'hydrogène liquide reste un défi, le résidu d'hydrogène étant le principal facteur de défaillance du vide. Il est donc urgent de développer des matériaux d'adsorption d'hydrogène performants et peu coûteux. Cette étude s'appuie sur les propriétés poreuses des matériaux à structure métallique organique (MOFs) et utilise HKUST-1 comme nouvel adsorbant d'hydrogène, en étudiant systématiquement ses caractéristiques d'adsorption et son mécanisme d'application dans les conteneurs d'hydrogène liquide (longueur 12 192 mm, largeur 2 438 mm, hauteur 2 591 mm, 40 pieds). Les résultats montrent que le HKUST-1 synthétisé en interne, avec une surface spécifique de 1 426 m2/g et une structure poreuse bimodale, présente un excellent potentiel d'adsorption physique. Ce matériau possède une capacité d'adsorption d'hydrogène réversible à la température de l'hydrogène liquide, et maintient une adsorption efficace même dans une plage de pression très basse, combinant des fonctions d'adsorption à basse température et à température ambiante. Le modèle dynamique du vide intercalé indique qu'une petite quantité de HKUST-1 utilisée à l'extrémité froide peut réduire simultanément la quantité d'adsorbants à basse et température ambiante, améliorant efficacement l'adsorption physique de l'hydrogène résiduel et ralentissant la vitesse d'augmentation de la pression partielle de H2 sous vide très élevé. Cette étude offre une nouvelle solution matérielle pour le maintien du vide dans les équipements de stockage et de transport d'hydrogène liquide, constituant une référence pour la conception sécurisée et l'exploitation des conteneurs d'hydrogène liquide.

关键词

adsorbant d'hydrogène; structure métallique organique; performance d'adsorption; isolation thermique multicouche sous vide

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