Tehnologii complexe de producere si stocare a hidrogenului lichid pentru aplicații mobile – acronim LH-Mob
Obiective
Obiective principale
-
Dezvoltarea unui model funcțional de stație de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid către consumatori pentru aplicații de transport și mobilitate umană;
- Realizarea și testarea unui sistem de conversie catalitică orto-para și para-orto a hidrogenului;
- Realizarea unei sistem de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid cu utilizarea unui lichefiator de hidrogen lichid de tip Stirling 60-80 W și a schimbătorului de căldură de tip MHE (matrix heat exchanger) proiectat, realizat și patentat în Laboratorul de Criogenie și Materiale ;
- Studiul dinamicii stocării hidrogenului lichid într-un rezervor de transport în diferite moduri de funcționare (ASPEN) și analiza sistemelor auxiliare de protecție termică, transfer și a sursei suplimentare de relichefiere vapori de hidrogen (tip AL230 sau PT807);
-
Dezvoltarea unui sistem de stocare a hidrogenului lichid la bordul unei aplicații de transport și mobilitate umană
- Studiul managementului necesarului de hidrogen gazos al celulei de combustie pentru a determina procesul de evaporare/lichefiere a hidrogenului din vasul de stocare a hidrogenului lichid și dezvoltarea sistemelor permanente de diagnosticare și control pentru parametrii critici cu cost redus și amprentă digitală redusă și capacitate mare de integrare în sistemele de control cu inteligență artificială.
- Proiectarea și realizarea stocatorului de hidrogen lichid pentru aplicații mobile în conformitate cu standardele de proiectare. Studii și analize termo-mecanice (ANSYS). Teste de etanșeitate ;
- Teste și experimentări integrate ale instalației experimentale de stație de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid combinată cu stocatorul de hidrogen lichid pentru aplicații mobile ;
Responsabil proiect: Ing. Alin Lazar
Scop
Proiectul presupune realizarea a două obiective majore cu mai multe obiective specifice, cu scopul de a dezvolta o tehnologie integrată pentru obținerea unui model funcțional de stație de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid și a unui sistem de stocare a hidrogenului lichid pentru aplicații de transport și mobilitate umană.
Faze
FAZA 1 – Proiectarea și construcția unui reactor de conversie catalitică orto-para a hidrogenului gazos (înainte de lichefiere)
Termen de predare: 13 aprilie 2023
Obiective faza:
- Proiect tehnic unui reactor de conversie orto-para hidrogen;
- Teste pentru catalizatorii de care dispunem și cei pe care îi propunem pentru a evalua conversia orto-para și para-orto a hidrogenului;
- Procedură experimentală ;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 2 – Dezvoltarea unui sistem de stocare pentru a reduce conversia para-orto a hidrogenului lichid folosind standul de distilare criogenică existent în Laboratorul de Criogenie și Materiale
Termen de predare: 30 iunie 2023
Obiective faza:
- Proiect tehnic vas stocare fără activitate catalitică conversie orto-para hidrogen;
- Dezvoltarea unui stand experimental pentru testarea vas stocator;
- Procedură experimentală;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 3 – Experimente pentru creșterea conversiei orto-para a hidrogenului și scăderea conversiei para-orto, prin modificarea parametrilor tehnologici (presiune, debit, temperatură), folosind standul de distilare criogenică existent în Laboratorul de Criogenie și Materiale
Termen de predare: 31 decembrie 2023
Obiective faza:
- Teste si experimentari as rectorului catalitic cuplat cu standul de distilare criogenică;
- Analize pentru detectarea celor doi izomeri de spin nuclear ai hidrogenului.
- Concluzii ale testelor pentru creșterea conversiei orto-para a hidrogenului și scăderea conversiei para-orto;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 4 – Studiul alternativelor de stocare a hidrogenului pentru aplicații de transport și mobilitate umană. Studiul și proiectarea unui model funcțional de stație de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid către consumatori pentru aplicații de transport și mobilitate umană
Termen de predare: 15 mai 2024
Obiective faza:
- Studiu stocare hidrogen lichid;
- Proiectrea uni model experimental funcțional al unui sistem de producție, stocare, încărcare, descărcare fără pierderi a hidrogenului;
- Sistem de înregistrare automată a datelor experimentale;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 5 – Realizarea unei instalației experimentale de stație de producere, stocare și livrare a hidrogenului lichid cu utilizarea unui lichefiator de hidrogen lichid de tip Stirling 60-80 W și a schimbătorului de căldură de tip MHE (matrix heat exchanger) proiectat, realizat și patentat în Laboratorul de Criogenie și Materiale
Termen de predare: 31.12.2024
Obiective faza:
- Proiect pentru un stocator fix de hidrogen lichid, din care să se realizeze alimentarea rezervorului de hidrogen lichid pentru aplicații mobile;
- Analiza dinamica stocării hidrogenului lichid pe perioade lungi de timp, la alimentare și la golire controlată;
- Studiu privind modalitatea de transvazare a hidrogenului lichid din vasul de producție in vasul stocator fix;
- Dezvoltarea unui sistem de monitorizare și control a datelor de tip SCADA pentru testele și experimentările realizate cu stocatorul de hidrogen lichid;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 6 – Studiul dinamicii stocării hidrogenului lichid într-un rezervor de transport în diferite moduri de funcționare (ASPEN) și analiza sistemelor auxiliare de protecție termică, transfer și a sursei suplimentare de relichefiere vapori de hidrogen (tip AL230 sau PT807)
Termen de predare: 30 mai 2025
Obiective faza:
- Dezvoltarea unei metodologi și a unui algoritm pentru umplerea și golirea fără pierderi a hidrogenului lichid dintr-un rezervor de stocare criogenic staționar, într-un stocator amplasat la bordul unui vehicul și înapoi, din acesta într-un stocator fix;
- Studiul functionarii unei celule de combustibil, cu hidrogen și a recipientului cu hidrogen lichid în modul de consum de hidrogen în timp ce vehiculul este în mișcare;
- Studii asupra modificărilor parametrilor de stare a hidrogenului, în rezervorul de stocare a hidrogenului lichid al mașinii, în timpul parcării autoturismului;
- Studii asupra modificărilor parametrilor de stare a hidrogenului, in timpul depozitării pe termen lung fără golire a hidrogenului lichid, în rezervorul criogenic al vehiculului;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 7 – Studiul necesarului de hidrogen gazos al unei pile de combustibil pentru a determina procesul de evaporare/lichefiere, din vasul de stocare a hidrogenului lichid
Termen de predare: 15 septembrie 2025
Obiective faza:
- Studia necesarului de hidrogen gaz, pentru funcționarea unei pile de combustibil în funcție de rampele de putere necesare diferitelor scenarii de mers;
- Studiul sistemelor active și pasive ce prezervă nivelul și starea hidrogenului lichid din stocatorul instalat la bordul vehiculului;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 8 – Proiectarea și realizarea stocatorului de hidrogen lichid pentru aplicații mobile în conformitate cu standardele de proiectare. Studii și analize termo-mecanice (ANSYS)
Termen de predare: 31 decembrie 2025
Obiective faza:
- Proiectarea și realizarea stocatorului de hidrogen lichid pentru aplicații mobile;
- Proiectarea un sistem special de protecție termică si a unui un sistem de transfer al hidrogenului; lichid (pentru umplerea sau golirea vasului de stocare);
- Studii și analize termo-mecanice (ANSYS);
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 9 – Teste și experimentări pentru caracterizarea sistemului de producție, stocare, încărcare/descărcare fără pierderi a hidrogenului la temperaturi criogenice
Termen de predare: 29 mai 2026
Obiective faza:
- Testele și experimentările realizate cu stocatorul de hidrogen lichid pentru aplicații mobile;
- Sistem de monitorizare și control a datelor de tip SCADA, pentru stația fixă de stocare și livrare a hidrogenului lichid;
- Inregistrarea si verificarea parametrilor de funcționare ale stocatorului de hidrogen lichid în diferitele scenarii de utilizare pentru un autovehicul;
- Discutarea rezultatelor măsurătorilor și concluziilor;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
FAZA 10 – Teste și experimentări ale sistemului integrat de stocare a hidrogenului lichid pentru aplicații de transport și mobilitate.
Termen de predare: 31 decembrie 2026
Obiective faza:
- Testele finale ale sistemului integrat de stocare a hidrogenului lichid pentru aplicații de transport și mobilitate;
- Realizarea analizei termo-mecanice (ANSYS) finale și elaborara proiectului tehnic de execuție pentru stocatorul de hidrogen lichid;
- Bază de date pentru sistemul integrat de stocare, achiziționate prin intermediul sistemului SCADA;
- Procedură de analiză și calcul;
- Discutarea rezultatelor măsurătorilor și concluziilor;
- Diseminare rezultate;
- Raport de cercetare;
© 2023 I.C.S.I. Rm. Vâlcea