Vetnisgeymsla í föstu formi- er í miðju flöskuhálsi vetnishagkerfisins. Tvær efnisfjölskyldur leiða hleðslu-títan-blandað af AB₂-gerð og magnesíum-hýdríð. Hver og einn hefur styrkleika og galla. Valið fer eftir umsókninni.
Stærð: Þyngdarmælingarmúrinn
Magnesíumhýdríð (MgH₂) býður upp á fræðilega vetnisgeymslugetu upp á 7,6 wt%, sem er hæsta meðal afturkræfra efna í föstu formi -[11†L7-L8]. Þessi þyngdarfræðilegi kostur hefur haldið magnesíum í fararbroddi í getudrifnum rannsóknum í mörg ár.
Títan-undirstaða AB₂ málmblöndur starfa á öðru sviði. TiMn₂ og TiCr₂ kerfi skila venjulega 1,8–2,0 wt% nafngeymsluþéttleika [1†L29-L31]. Bjartsýni samsetningar eins og Ti0.75Zr0.25Cr0.75Mn1.2 + 1.5 wt.% Ce ýta í átt að 1,87 wt% í skalanlegri framleiðslu [0†L27-L29]. BCC málmblöndur með mikilli-óreiðumyndun ganga lengra - Ti32V32Nb18Cr9Mn9 nær 2,9 wt% [1†L9-L10]. AB₂-gerð Ti–Cr–V–Mn afbrigði geyma 1,92 wt% jafnvel við -10 gráður [10†L6-L9].
Á þyngdarmælingaþéttleika einum sigrar magnesíum. En raunveruleikinn-samanburðurinn er litríkari.
Hreyfifræði: Virkjun og hjólreiðar
Hér liggur hinn afgerandi munur.
Magnesíumhýdríð krefst afvötnunarhita í kringum 280–300 gráður vegna sterkrar Mg–H bindistöðugleika [3†L5-L6]. Háar hitaaflfræðilegar hindranir og hæg hreyfihvörf takmarka hagnýta notkun án ytri upphitunar [4†L9-L11]. Hvatandi lyfjanotkun og nanólokunaraðferðir lækka þessi þröskuld - sum PdNi@rGN samsett efni lækka byrjunarhitastig afvötnunar í 140 gráður með virkjunarorku upp á 70,5 kJ·mól⁻¹ [11†L31-L34] - en þetta eru áfram afrek á rannsóknarstofu, ekki iðnaðarstaðlar.
Títan málmblöndur virka við 20–50 gráður, nálægt umhverfinu. Þetta útilokar þörfina á flóknum upphitunarmannvirkjum. AB₂-gerð Laves fasa málmblöndur eins og TiCrMn gleypa og gleypa vetni við -30 gráður til 80 gráður, aðlagast bæði köldu loftslagi og miðlungs hita án hjálparkerfa [10†L34-L37].
Magnesíumþörfin er 280 gráður til að halda því í háum-hitanotkun. Hitastig títan- hentar beint í bíla og kyrrstæða geymslu.
Hreyfifræði: Virkjun og hjólreiðar
Títan-málmblöndur sýna hagstæðan virkjunarafköst án formeðferðar. Rannsóknir sýna að málmblöndur sem byggjast á Ti–Mn gleypa vetni við stofuhita undir 5 MPa og skila allt að 1,98 wt% án fyrri virkjunarlota [1†L32-L36]. Gljúp títanbygging sem er unnin með duftmálmvinnslu-með því að nota Ti-duft blandað við Mn/Cr, köldu jafnstöðupressu og lofttæmistrun við 1200 gráður - ná afturkræf geymslu í umhverfinu um 1,8 wt% með hverfandi hysteresis og engin sýnileg rotnun yfir 10-L8] lotur.
Hreyfifræði magnesíums er áfram aðal flöskuhálsinn. Jafnvel með Ni, Cr, Fe, Cu-samhvarfa, krefst vetnunar- og afvötnunarvirkjunarorku MgH₂ vandlegrar verkfræði. Hitastöðugleikinn er svo mikill að upptaka vetnis krefst hækkaðs hitastigs yfir allt borðið [3†L36-L37].
Stöðugleiki í hjólreiðum styrkir kosti títan. Ti-AB₂ málmblöndur sýna fram á lengri líftíma umfram 1000 lotur með yfir 80% getu varðveislu [1†L4-L6]. Aftur á móti þjáist magnesíumhýdríð fyrir rúmmálsþenslu-samdráttarlotum við myndun og niðurbrot hýdríðs, sem leiðir til molunar agna og getu dofna.
Öryggi og rekstrarþrýstingur
Títankerfi starfa undir 4 MPa í lágþrýsti-föstu ástandi, samanborið við 70 MPa fyrir þjappað vetnisgeyma af gerð IV [1†L20-L21]. Lægri þrýstingur dregur úr innilokunarkostnaði og útilokar hörmulegar rofhættu.
Magnesíumhýdríð, þó það sé fræðilega öruggt, krefst notkunar við háan-hita. Upphitun í 300 gráður kynnir eigin öryggissjónarmið.
