Жансая Уразбаева Южнокорейские учёные разработали метод, который позволяет значительно снизить испарение жидкого водорода при хранении. Технология основана на точечном охлаждении конструктивных элементов бака, через которые происходит основная утечка тепла. Результаты исследования опубликованы в журнале Energy Conversion and Management.
Жидкий водород требует для хранения сверхнизких температур – около –253 °C. Даже незначительный приток тепла извне приводит к его испарению, что усложняет и удорожает транспортировку, особенно морскую. Стандартные методы изоляции не решают проблему полностью.
Команда исследователей под руководством профессора Пак Чон Чхуна из Пусанского национального университета изучила концепцию, предложенную Корейским институтом морской техники и океанологии (KRISO). Идея заключается в использовании «жертвенной» охлаждающей жидкости – сжиженного природного газа (СПГ) или жидкого азота, которые циркулируют по каналам в изоляционном слое и перехватывают тепло до того, как оно достигнет ёмкости с водородом.
Компьютерное моделирование показало, что основной источник нагрева – это не сама обшивка бака, а его структурные опоры. Через эти «тепловые мосты» в ёмкость проникает более 85% всего тепла. Инженеры выяснили, что размещение охлаждающих каналов именно вдоль этих опор гораздо эффективнее, чем их равномерное распределение или простое утолщение изоляции.
Применение жидкого азота в стратегически важных точках позволило сократить приток тепла на 66,5%, а СПГ – на 43,6%. Жидкий азот охлаждает лучше из-за более низкой температуры, но активнее испаряется. СПГ обеспечивает меньший, но более стабильный охлаждающий эффект. По словам профессора Пака, исследование доказывает, что ключ к успеху – не в количестве изоляции, а в её «умном» расположении.
Хотя полученные результаты относятся к конкретной модели бака в стационарных условиях, они открывают путь к созданию более эффективных систем хранения водорода. Прежде чем технологию внедрят на практике, её предстоит проверить в ходе натурных экспериментов.