Como importante portador del almacenamiento de energía limpia, la estabilidad del sistema de almacenamiento de energía de hidrógeno afecta directamente la eficiencia del suministro de energía. Las siguientes son las soluciones comunes y específicas a partir de los tres eslabones centrales del lado de la producción de hidrógeno, el lado del almacenamiento y el transporte y el lado de la generación de energía:

I. extremo de producción de hidrógeno - falla de la electrolizadora

Fallas típicas: aceleración de la corrosión de los electrodos, obstrucción del diafragma y disminución de la pureza de la producción de hidrógeno.

Causas: impurezas de calidad del agua (como iones metálicos) depositadas en la superficie del electrodo para formar una capa de pasivación; La cristalización de carbonatos en electrolitos alcalinos bloquea el diafragma poroso; El arranque y parada frecuentes causan fatiga mecánica del diafragma.

Soluciones:

- el uso de agua desionizada y la instalación de un dispositivo de filtración previa para volver a lavar regularmente la cavidad del electrodo;

- optimizar los parámetros electroliticos (densidad de corriente ≤ 6000 A / m2) y prolongar la vida útil del diafragma;

- configurar un detector de pureza en línea para monitorear la calidad del hidrógeno en tiempo real y cambiar automáticamente la unidad de repuesto cuando se supere el estándar.

2. extremo de almacenamiento y transporte - riesgo de tanques de almacenamiento de hidrógeno de alta presión

Problemas de alta frecuencia: acumulación continua de microfugas, desprendimiento entre capas de materiales compuestos, bloqueo del Grupo de válvulas.

Análisis de la causa raíz: la superficie de sellado de la brida produce una brecha de arrastre debido a la diferencia de temperatura; La absorción de humedad y la expansión de la capa de devanado de fibra de carbono causan agrietamiento por esfuerzo; Las partículas entran en la banda guía de la válvula neumática.

Respuesta:

Implementar la inspección trimestral del detector de fugas de espectrometría de masas de helio y aplicar sellador de baja temperatura a la superficie de compromiso del hilo;

Controlar la humedad ambiental del almacenamiento de hidrógeno inferior al 40% RH y añadir deshumidificadores;

Instalar un filtro de precisión de 5 micras en la entrada de aire y barrer regularmente el área de actividad del vástago con nitrógeno.

3. extremo de generación de energía - atenuación del rendimiento de las pilas de combustible

Rendimiento sobresaliente: la dispersión del voltaje de una sola batería es superior a 20 mv, y la tasa de utilización del gas de reacción disminuye bruscamente.

Investigación del mecanismo: la pérdida del Grupo sulfónico de la membrana de intercambio de protones conduce a una disminución de la conductividad eléctrica; El catalizador de platino fue envenenado por CO y perdió su sitio activo; El agua acumulada en el canal de la placa bipolar aumenta la resistencia de contacto.

Programa de restauración:

- realizar la prueba de carga de gradiente para localizar el monómero enfermo y reemplazar el conjunto de electrodos de membrana (mea);

Instalar un dispositivo de desoxidación para reducir el punto de rocío de hidrógeno por debajo de - 60 ℃ y configurar un catalizador tolerante al azufre de monóxido de carbono;

Mejorar el diseño del campo de flujo, aumentar la profundidad del canal de drenaje y cooperar con el programa de soplado de pulso para romper el flujo de agua líquida.

IV. falla en cascada de la integración del sistema

Riesgo intertemporal: el desajuste de la coincidencia de presión causa PAROS en cadena y fallos en el sistema de gestión térmica causan sobrecalentamiento local.

Sistema de prevención y control:

Establecer un modelo de gemelo digital para simular las fluctuaciones de las condiciones de trabajo y preestablecer un rango de amortiguación de presión de tres niveles;

Desplegar una red de medición de temperatura de fibra óptica distribuida y vincular las bombas de agua de enfriamiento de conversión de frecuencia para lograr un control preciso de la temperatura;

Elaborar un plan de emergencia jerárquico y cambiar automáticamente a un canal de respaldo redundante cuando un enlace falla.

El funcionamiento confiable del sistema de almacenamiento de energía de hidrógeno depende de la sinergia del progreso científico de los materiales + actualización del control inteligente + operación y mantenimiento refinados. La predicción de posibles modos de falla a través del análisis del árbol de fallas (tlc) y el mantenimiento predictivo combinado con la tecnología de Internet de las cosas pueden aumentar la disponibilidad del sistema a más del 98%. En el futuro, debemos centrarnos en romper las áreas de vanguardia, como los materiales de almacenamiento de hidrógeno de estado sólido y la tecnología de película autocuración, y reducir fundamentalmente la incidencia de fallas.