Hidrogen adalah salah satu energi ramah lingkungan yang paling menjanjikan di masa depan. Sebagai unsur paling melimpah di alam semesta, ia menyediakan sumber energi bersih tanpa akhir yang dapat diubah menjadi listrik oleh sel bahan bakar tanpa limbah beracun atau emisi gas rumah kaca. Namun, kunci penggunaan hidrogen secara luas terletak pada strategi penyimpanan dan pengiriman yang efisien, terutama bila digunakan untuk aplikasi stasioner dan otomotif.
Hidrogen dapat disimpan dalam bentuk cair atau gas, baik untuk penyimpanan jangka panjang dalam formasi geologi alami (seperti gua garam, gua batu keras berlapis dan ladang minyak dan gas yang sudah habis) atau jangka pendek sebagai gas hidrogen terkompresi untuk transportasi dan seterusnya. -papan aplikasi dalam kendaraan listrik sel bahan bakar. Penyimpanan cairan lebih disukai karena membutuhkan lebih sedikit ruang untuk tingkat kepadatan energi tertentu.
Untuk mencapai kepadatan energi yang cukup untuk penggunaan praktis, hidrogen perlu dikompresi ke tingkat tekanan tinggi. Ini dapat dicapai dengan menggunakan teknologi kompresi mekanis konvensional seperti reciprocating, diafragma dan kompresor linier atau teknologi inovatif non-mekanis yang khusus disusun untuk hidrogen, seperti kompresor kriogenik, hidrida logam, dan elektrokimia.
Dalam hal penyimpanan gas, kemungkinan besar hidrogen akan dicampur dengan gas alam untuk diangkut dalam infrastruktur pipa yang ada. Kepadatan energi dari solusi ini dibatasi oleh kapasitas jalur pipa dan integritas materialnya, serta kemampuan pengguna akhir untuk menangani hidrogen dalam volume besar. Beberapa upaya penelitian sedang dilakukan untuk menentukan kinerja sistem jenis ini (lihat Kurz et al., 2020a dan b).
Untuk penyimpanan cairan, opsi terbaik yang tersedia saat ini adalah menyimpan hidrogen sebagai borida logam alkali, seperti nikel borohidrida (NbH), yang dapat mempertahankan operasi hingga 1.000 °C dengan kehilangan efisiensi Carnot hanya sebesar 40%. Namun demikian, bahan jenis ini rentan terhadap keracunan oleh jejak oksigen dan air yang ditemukan di udara sekitar pada suhu setinggi itu. Selain itu, mahal dan memakan waktu untuk menghasilkan NbH.
Pendekatan yang lebih cepat dan hemat biaya adalah mengompres hidrogen menggunakan pompa sentrifugal, sebuah teknik yang sudah banyak digunakan dalam aplikasi industri. Namun, kondisi pengoperasian pompa tersebut sangat menuntut dan dapat menyebabkan tingkat keausan yang tinggi pada komponen pompa. Hal ini terutama berlaku dalam kasus rotor, yang mengalami percepatan dan getaran rotasi yang besar. Kerusakan yang dihasilkan pada baling-baling dan segel rotor meningkatkan biaya perawatan dan perbaikan, dan dapat mengganggu efisiensi pompa dan, akibatnya, keandalan sistem secara keseluruhan.
Untuk mengatasi masalah ini, Southwest Research Institute (SwRI) telah mengembangkan kompresor reciprocating yang digerakkan motor linier, yang disebut LMRC, yang dirancang khusus untuk mengompres hidrogen untuk kendaraan listrik sel bahan bakar (FCEVs). Mesin kedap udara dan kedap udara ini menggunakan kombinasi solusi yang dikembangkan SwRI untuk melindungi dari penggetasan dan dekrepitasi, termasuk pelapis, desain katup, dan piston kedap udara. Ini juga memiliki desain motor linier yang mengurangi konsumsi daya dan jumlah bagian yang bergerak, sehingga meningkatkan efisiensi, keandalan, dan siklus hidup produk.
Produsen Magnet AlNiCo
