Phát minh mới của các kỹ sư Nga: Phương pháp sáng tạo để bảo quản hydro lỏng

Việc sử dụng năng lượng hydro và cụ thể là hydro như nhiên liệu dành cho các loại hình vận chuyển khác nhau, bao gồm cả hàng không và tàu thủy, đang trở thành một xu hướng tầm thế giới.

Với tư cách là quốc gia phát triển về công nghệ, Nga sẽ không đứng ngoài cuộc, bất chấp mọi nỗ lực của phương Tây nhằm loại bỏ đất nước khỏi mọi diễn trình của kinh tế và khoa học thế giới.

Xét từ góc độ quan điểm môi trường, hydro là loại nhiên liệu gần như lý tưởng. Nhưng có khó khăn phức tạp trong việc lưu trữ bảo quản nó. Thông thường hydro được lưu trữ và vận chuyển ở trạng thái nén, trong các bình thép bền dưới áp suất. Nhưng không thể loại trừ khả năng là hydro vốn cực kỳ dễ bay hơi sẽ có thể bắt đầu lặng lẽ rời khỏi bình thép. Thật sự nguy hiểm khi đặt những "quả bom" như vậy, chẳng hạn như trên xe buýt, trên máy bay, tàu chở khách hoặc tàu chở dầu.

Liệu có thể cô lập hydro lỏng? Đúng vậy, có thể cô lập cách ly nó được, theo ý kiến của các chuyên gia trong công ty kỹ thuật "Regent-Baltika" của Nga. Công ty này đang tham gia công nghệ polyurethane và gần đây đã hoàn thành phát triển dự án cách nhiệt phi chân không cho bể chứa để bảo quản và vận chuyển LH2 (còn gọi là bể EES). Công ty đã giới thiệu ý tưởng của mình tại triển lãm "NEVA-2023".

Trả lời phỏng vấn của Sputnik, ông Ruslan Krylov đứng đầu dự án LNG cho biết:

"Chúng tôi đang tích cực tham gia loạt hệ thống polyurethane sẽ thực sự giúp giải quyết số lượng lớn những nhiệm vụ công nghệ trong công nghiệp và kỹ thuật. Một trong các hướng đó, là kho chứa bảo quản khí tự nhiên hóa lỏng và khí hydro – loại khí dễ cháy, bảo quản thích hợp hơn cả với nhiệt độ đông lạnh. Các thùng chứa để lưu trữ khí là loại tương tự như "bình Dewar" có lớp cách nhiệt chân không hoặc thùng với lớp cách nhiệt bằng bọt polyurethane. Loại vật liệu thứ hai có tính ứng nghiệm đổi mới trong ý tưởng sử dụng cho các thùng chứa hydro hóa lỏng".

Khu trưng bày của công ty «Regent-Baltika» tại Triển lãm «NEVA-2023»

© Sputnik / Dmitry Shorkov

"Khi ở thể lỏng, hydro khá là "hung hăng" đối với vật liệu chứa nó. Tuy nhiên, hiện nay hydro được sử dụng ngày càng rộng rãi, chẳng hạn như trong công nghệ vũ trụ, vì nó là nhiên liệu năng lượng cao. Còn có thể sử dụng hydro trên các loại hình vận tải khác nếu có công nghệ đáng tin cậy để bảo quản lưu trữ", - ông nhận xét.

Theo như ông Ruslan Krylov cho biết, công nghệ lưu trữ và vận chuyển hydro lỏng do công ty "Regent-Baltika" cung cấp chủ yếu nhằm mục đích phục vụ chuyên chở quy mô lớn.

"Có thể dễ dàng vận chuyển khối lượng nhỏ LH2 bằng cách sử dụng thùng cách nhiệt chân không nhỏ gọn. Tuy nhiên, nếu cần vận chuyển khối lượng lớn thì việc duy trì chân không trong lớp cách nhiệt của một thùng chứa khổng lồ sẽ trở nên rất phức tạp khó khăn. Thùng đựng dung tích càng lớn thì khả năng hình thành vết lõm và vết nứt nhỏ ở lớp vỏ bên ngoài càng cao. Và nếu chân không biến mất thì hydro cũng vậy, sẽ thoát ra. Sự cố này sẽ không xảy ra với thùng chứa có lớp cách nhiệt bằng polyurethane, bởi polyurethane không bị nhăn lõm, không mất mà giữ nguyên độ dẫn nhiệt gần như bằng 0", - ông Ruslan Krylov thông báo.

Trong tương quan này, chuyên gia Ruslan Krylov lưu ý rằng con tàu chở hydro duy nhất trên thế giới hiện nay là Suiso Frontier, do Tập đoàn đóng tàu Kawasaki của Nhật Bản hạ thủy vào năm 2020, là tàu thuộc loại rất khó vận hành. Một nửa diện tích con tàu là trạm chân không, một nửa là thùng chứa hydro lỏng. Khả năng sinh lời và hiệu quả của việc bảo quản hydro như vậy trong vận chuyển thực sự là có vấn đề.

Với câu hỏi của phóng viên Sputnik - công nghệ polyurethane cô lập hydro lỏng do các kỹ sư Nga từ Saint-Peterburg phát kiến có những ưu điểm gì - ông Ruslan Krylov giải đáp như sau:

"Công nghệ của chúng tôi dựa trên cơ sở nhiều năm nghiên cứu, có tính đến tiếp thu vận dụng kinh nghiệm của thế giới qua hợp tác quốc tế. Hiện nay, đã thiết kế và sản xuất được các bể chứa LH2. Chúng tôi đặt ra nhiệm vụ giảm bớt độ dày của lớp cách nhiệt xuống 15-25 cm và độ dày của thành bể - nói chung đến 1 mm. Sẽ đạt tới độ kín, cách ly hoàn toàn và độ bền chắc của những bể chứa như vậy, nhờ vào thành tựu phát triển khoa học vật liệu và vật liệu thiết kế của chúng tôi".

"Xin nói thêm là vật liệu chế tạo bể chứa hydro lỏng như vậy được tìm thấy trong số các hợp kim titan. Giải pháp này đến với chúng tôi nhờ đề xuất "mách nước" từ một công ty Nga thuộc số dẫn đầu thị trường titan toàn cầu. Lớp vỏ có cấu trúc polyurethane không bị phá hủy ngay cả khi có tác động tiếp xúc của nhiệt độ cực thấp. Mô hình ý tưởng của bể chứa có công suất như vậy đã được chúng tôi giới thiệu tại Triển lãm "NEVA-2023". Đây thậm chí còn chưa phải là nguyên mẫu, mà là phát minh thiết kế, một hướng đi sẽ được phát triển để hoàn thiện hơn nữa", - ông nói thêm.