一、高压气态储氢瓶简介
氢气可通过高压气态、低温液体、有机液体和固体等形式储存。其中,高压气态储氢由于其简单的容器结构、低能耗的压缩过程以及快速的充放电特性,成为了主流的储氢方式。
在类型方面,高压储氢气瓶主要分为四种:全金属(Ⅰ型)、金属内胆复合材料环向缠绕(Ⅱ型)、金属内胆复合材料全缠绕(Ⅲ型)、非金属内胆复合材料全缠绕(Ⅳ型)。
其中,Ⅲ型和Ⅳ型因采用复合材料全缠绕结构,具有重容比小、单位质量储氢密度高等优点,成为目前的主流应用类型。
结构方面,Ⅲ型和Ⅳ型复合材料储氢气瓶主要由内胆、中间层、外保护层以及密封结构组成。中间层通常采用碳纤维/树脂增强复合材料,外保护层则通常采用玻璃纤维/树脂增强复合材料。
Ⅲ型/Ⅳ型复合材料高压储氢气瓶内部结构示意,中化国际
二、环氧树脂在高压气态储氢瓶上的应用
在这些高压储氢气瓶中,环氧树脂发挥着至关重要的作用。Ⅲ型和Ⅳ型气瓶的中间层通常采用碳纤维和环氧树脂增强的复合材料,这种材料组合不仅提供了必要的机械强度,也确保了气瓶在高压下的结构稳定性和安全性。
环氧树脂基体在高压气瓶中的应用非常关键。其主要负责提供足够的力学强度和韧性,以承受长期的压力循环和环境挑战。高压储氢气瓶的设计也要求树脂具有优良的耐热性和化学稳定性,以防止在极端条件下的材料退化。
此外,环氧树脂在制造过程中的浸润性和低粘度特性,使其能够更好地与纤维材料如碳纤维和玻璃纤维结合,减少气泡和缺陷的产生,从而提高成品的整体质量和性能。
资料来源:中化国际
参考资料:
中化国际推出的氢燃料电池储能系统用环氧树脂解决方案
亨斯迈开发新型环氧树脂配方体系用于新一代碳纤维预浸丝
华昌高性能环氧树脂用于高压氢气瓶制造
富晨优保力环氧树脂在Ⅳ型储氢瓶上的应用
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