Tecnologia Fuell Cell: I serbatoi di Idrogeno
Premessa
Le vetture con Fuel Cell sono sostanzialmente delle vetture elettriche dove l'energia oltre ad essere immagazzinata in batterie ricaricabili, può essere prodotta a bordo.
La produzione avviene facendo reagire l'idrogeno con l'aria.
Uno degli aspetti fondamentali è quindi l'immagazzinamento dell'idrogeno che essendo un gas molto volatile a bassissima densità, richiede pressioni e tecnologie di stoccaggio dedicate. Nella TOYOTA MIRAI 5Kg di idrogeno occupano la bellezza di 122 litri di serbatoi a 700 bar.
In confronto l'immagazzinamento del metano è un gioco da ragazzi!
Ricorda: L'idrogeno gassoso è incolore, inodore e molto infiammabile.
Il Serbatoio di idrogeno (Toyota Mirai)
I serbatoi di idrogeno sono riempiti con idrogeno gassoso ad alta pressione (un massimo di 70 MPa (700 bar!) a 15 ° C. Basta pensare che il metano viene immagazzinato ad una pressione massima di 250 bar.
I serbatoi dell'idrogeno sono realizzati in plastica rinforzata con fibra di carbonio e si trovano sotto il pavimento. Il rilevatore di idrogeno utilizzato per rilevare le perdite di idrogeno si trova vicino ai serbatoi. Se un viene rilevata una concentrazione di drogeno fuori dal serbatoio, il sistema FC interrompe l'alimentazione di idrogeno.
Ogni serbatoio è dotato di un dispositivo di rilascio della pressione generata da innalzamenti termici (TPRD) per evitare un esplosione, quando la temperatura dell'idrogeno raggiunge livelli anormali a causa di un incendio del veicolo.
Il dispositivo di rilascio della pressione si aprirà a circa 110 ° C (230 ° F) per rilasciare l'idrogeno gassoso nel serbatoio all'esterno del veicolo.
Tubazioni dell'idrogeno
I tubi dell'idrogeno collegano le parti correlate all'idrogeno come la Fuel Cell e i serbatoi dell'idrogeno.
I tubi dell'idrogeno si trovano sotto il pavimento.
Alcuni dei tubi dell'idrogeno ad alta pressione sono identificati in rosso.
La pompa dell'idrogeno
La pompa dell'idrogeno fa circolare l'idrogeno fornito dai serbatoi dell'idrogeno verso la Fuel Cell.
La pompa dell'idrogeno è dotata di un motore integrato che viene azionato utilizzando l'alta tensione convertita dall'inverter della fuel cell. La pompa dell'idrogeno è installata sotto un coperchio a lato della Fuel Cell.
Nota: A seconda del modello di vettura a Fuel Cell, possono essere installati più serbatoi di idrogeno. Per le posizioni di installazione dettagliate dei serbatoi di idrogeno per ciascun modello, fare riferimento alle schede di sicurezza presenti nei siti dei costruttori.
Infiammabilità
Rispetto alla benzina o al gas naturale, l'idrogeno gassoso può infiammarsi in un'ampia gamma di concentrazioni (dal 4 al 74,5%). Se si sente il suono della fuoriuscita di idrogeno (un forte sibilo) quando si lavora sul veicolo, o se la concentrazione di idrogeno intorno al veicolo supera il 4% quando misurata con un rilevatore di concentrazione di idrogeno, allontanarsi immediatamente dal veicolo poiché c'è un possibilità che l'idrogeno gassoso possa incendiarsi.
Procedure di sicurezza in caso di incendio
Una fiamma di idrogeno puro è incolore e non è visibile. Tuttavia, in caso di incendio di un veicolo, bruceranno anche altri materiali infiammabili, rendendo visibile la fiamma.
Qualora il veicolo dovesse incendiarsi, mantenere una distanza minima di 10 metri dal veicolo mentre si tenta di spegnere le fiamme. Il getto di acqua va diretto principalmente nella parte posteriore del veicolo.
Se l'idrogeno è in fiamme, spegnere completamente la fiamma dell'idrogeno potrebbe causare l'accumulo di idrogeno incombusto e provocare un'esplosione secondaria. Pertanto, spruzzare acqua per evitare che la fiamma si diffonda nelle aree circostanti, quindi attendere che la fiamma dell'idrogeno si spenga naturalmente (si bruci da sola).
Nota: La temperatura di una fiamma alimentata ad idrogeno è molto alta, ma la quantità di calore che si irradia dalla fiamma è piccola. Quindi è difficile sentire il calore anche nelle immediate vicinanze.
Al fine di prevenire un'esplosione quando la temperatura dell'idrogeno raggiunge livelli anormali in caso di incendio del veicolo, i dispositivi di rilascio della pressione installati sui serbatoi (TPRD), si aprono quando superano circa 110 ° C e l'idrogeno all'interno del serbatoio viene rilasciato all'esterno del veicolo.