Vodik je jedna od ekološki prihvatljivih energija budućnosti koja najviše obećava. Kao najzastupljeniji element u svemiru, pruža beskrajan izvor čiste energije koja se može pretvoriti u električnu energiju pomoću gorivih ćelija bez toksičnog otpada ili emisija stakleničkih plinova. Međutim, ključ za široku upotrebu vodika leži u učinkovitim strategijama za skladištenje i isporuku, posebno kada se koristi za stacionarne i automobilske primjene.
Vodik se može skladištiti u tekućem ili plinovitom obliku, bilo za dugoročno skladištenje u prirodnim geološkim formacijama (kao što su slane pećine, obložene pećine od tvrdog kamenja i iscrpljena naftna i plinska polja) ili kratkoročno kao komprimirani vodikov plin za transport i na -primjena ploča u električnim vozilima s gorivnim ćelijama. Poželjno je skladištenje tekućine jer zahtijeva manje prostora za određenu razinu gustoće energije.
Kako bi se postigla dovoljna gustoća energije za praktičnu upotrebu, vodik treba komprimirati na visoke razine tlaka. To se može postići korištenjem konvencionalnih tehnologija mehaničke kompresije kao što su klipni, membranski i linearni kompresori ili inovativne nemehaničke tehnologije posebno osmišljene za vodik, kao što su kriogeni, metalni hidridni i elektrokemijski kompresori.
U slučaju skladištenja plina, vjerojatno će se vodik miješati s prirodnim plinom za transport kroz postojeću infrastrukturu cjevovoda. Gustoća energije ovog rješenja ograničena je kapacitetom cjevovoda i njegovim materijalnim integritetom, kao i mogućnostima krajnjih korisnika da rukuju velikim količinama vodika. U tijeku je nekoliko istraživačkih napora kako bi se utvrdila učinkovitost ove vrste sustava (vidi Kurz et al., 2020a i b).
Za skladištenje tekućina, najbolja opcija koja je trenutno dostupna je pohraniti vodik kao borid alkalnog metala, kao što je nikal borohidrid (NbH), koji može izdržati rad do 1000 °C uz gubitak Carnotove učinkovitosti od samo 40%. Unatoč tome, ova vrsta materijala je osjetljiva na trovanje tragovima kisika i vode koji se nalaze u okolnom zraku na tako visokim temperaturama. Nadalje, proizvodnja NbH je skupa i dugotrajna.
Brži i troškovno učinkovitiji pristup je komprimiranje vodika pomoću centrifugalnih pumpi, tehnika koja se već naširoko koristi u industrijskim primjenama. Međutim, radni uvjeti takvih pumpi su vrlo zahtjevni i mogu dovesti do visokog stupnja trošenja komponenti pumpe. To je osobito istinito u slučaju rotora, koji su podložni velikim rotacijskim ubrzanjima i vibracijama. Posljedično oštećenje lopatica rotora i brtvi povećava troškove održavanja i popravka, te može ugroziti učinkovitost crpke i, posljedično, ukupnu pouzdanost sustava.
Kako bi riješio ovaj problem, Southwest Research Institute (SwRI) je razvio klipni kompresor s linearnim motorom, nazvan LMRC, koji je posebno dizajniran za komprimiranje vodika za električna vozila s gorivnim ćelijama (FCEV). Ovaj hermetički nepropusni, hermetički zatvoreni stroj koristi kombinaciju rješenja razvijenih od strane SwRI za zaštitu od krtosti i oštećenja, uključujući premaze, dizajn ventila i hermetičke klipove. Također ima linearni dizajn motora koji smanjuje potrošnju energije i broj pokretnih dijelova, čime se povećava učinkovitost, pouzdanost i životni ciklus proizvoda.
AlNiCo proizvođači magneta
