Nā Compressors Diaphragm: Nā Manawa Kūpono a me ka Ulu ʻana i ka Hoʻonui ʻana o nā Kikowaena Hydrogen i Hoʻohui ʻia

I nā makahiki i hala iho nei, ua puka hou mai ka ikehu hydrogen ma ke ʻano he kumuhana koʻikoʻi i ka ʻāpana ikehu hou. Ua helu maopopo ʻia ka ʻoihana hydrogen ma ke ʻano he hoʻokahi o nā ʻoihana koʻikoʻi e kū mai ana no ka hoʻomohala ʻana, me nā ʻāpana e like me nā mea hou a me nā lāʻau lapaʻau hou. Hōʻike nā hōʻike i ka pono e hoʻoulu ikaika i nā mīkini ulu hou, me ka hana bio, ka aerospace kalepa, a me ka hoʻokele waiwai haʻahaʻa, ʻoiai e hoʻoikaika pono ana i ka wikiwiki o ka hoʻomohala ʻana o ka ʻoihana hydrogen no ka manawa mua. Hōʻike kēia i ka nui o ka hiki o ka ikehu hydrogen.

I kēia manawa, ʻo ka hana hydrogen ma muli o ke lanahu ka mea nui o ka hoʻolako ʻana, e helu ana i 64%, ukali ʻia e ka hydrogen huahana ʻoihana (21%), hydrogen ma muli o ke kinoea kūlohelohe (14%), a me nā ʻano hana ʻē aʻe (1%). Hōʻike kēia i ka hana hydrogen ma muli o ka wahie fossil e paʻa ana i kahi mana piha ma 99%, ʻoiai ʻo ka "hydrogen ʻōmaʻomaʻo" ma muli o ka electrolysis a me nā ʻano hana ʻē aʻe e noho liʻiliʻi ana. No laila, hoʻohana nui nā kikowaena hoʻopihapiha hydrogen o kēia manawa i ke kumu hoʻohālike mālama-lawe hana: Hana nā ʻoihana petrochemical ma nā wahi mamao i ka hydrogen mai nā wahie fossil, hoʻopili i ka hydrogen haʻahaʻa haʻahaʻa (maʻamau ~1.5MPa) a i ~20MPa me ka hoʻohana ʻana i nā compressors, a mālama iā ia i loko o nā trailers tube 22MPa. A laila lawe ʻia ka hydrogen i nā kikowaena hoʻopihapiha, kahi e hana ai i ka hoʻopili lua i 45MPa no nā kaʻa cell wahie. Hoʻonui kēia kumu hoʻohālike i hoʻokaʻawale ʻia i nā kumukūʻai halihali, nā lilo lako, a me ka hoʻohana manawa, ʻoiai e kaupalena ʻia e ka hana "hydrogen hina" e hilinaʻi ana i ka wahie fossil. 

Eia kekahi, ma lalo o nā lula o kēia manawa, ua hoʻokaʻawale ʻia ka hydrogen ma ke ʻano he kemika weliweli a hiki ke lapalapa a pahū. ʻO ka hopena, ua kau nui ʻia nā papahana hana hydrogen ma nā paka kemika mamao me nā koi palekana a me ke kaiapuni koʻikoʻi.

Me ka holomua o ka ʻenehana electrolysis, ke emi mālie nei ke kumukūʻai hana o ka hydrogen ʻōmaʻomaʻo. I ka manawa like, ʻo nā kulekele kaiapuni e like me ka "carbon peaking a me ke kūpaʻa kalapona" ke hoʻokele nei i ka hydrogen ʻōmaʻomaʻo e lilo i kuhikuhi koʻikoʻi no ka hoʻomohala ʻana i ka ikehu kinoea i ka wā e hiki mai ana. Ua wānana ka International Energy Agency e hiki i ka makahiki 2030, ʻo nā ʻenehana hydrogen haʻahaʻa-kalapona e like me ka electrolysis e helu no 14% o ka mākeke hydrogen, e hoʻopilikia nui ana i nā hoʻonohonoho kikowaena hoʻopihapiha. ʻO ka hana ʻana ma muli o ka electrolysis, me kāna feedstock maʻalahi a hiki ke loaʻa, hiki ke hana hydrogen ma mua o nā paka kemika kuʻuna. ʻO ka hoʻopili pololei ʻana o ka hydrogen i hana ʻia ma kahi no ka hoʻopihapiha ʻana i nā kaʻa e hoʻopau i ka halihali mamao a me ka hoʻopili lua, e hōʻemi pono ana i nā kumukūʻai hoʻokele waiwai a me ka manawa.

I mea e hoʻololi ai i ke kaulahao hoʻolako hydrogen e pili ana i ka wahie fossil, ʻelua ʻano o nā compressors diaphragm e noho aliʻi nei ma ka mākeke i kēia manawa: 1) Nā ʻāpana hoʻopiha hydrogen me ke kaomi lawe ~1.5MPa a me ke kaomi hoʻokuʻu 20-22MPa; 2) Nā compressors kikowaena hoʻopiha me ke kaomi lawe 5-20MPa a me ke kaomi hoʻokuʻu 45MPa. Eia nō naʻe, pono kēia kaʻina hana ʻelua-paepae i ka hana i hoʻonohonoho ʻia o nā ʻāpana ʻelua. Eia kekahi, i ka wā e hāʻule ai ke kaomi o ka pahu mālama hydrogen ma lalo o 5MPa, lilo nā compressors hoʻopiha i mea hiki ʻole ke hana, e hopena ana i nā helu hoʻohana hydrogen haʻahaʻa.

I ka hoʻohālikelike ʻana, hōʻike nā kikowaena hana hoʻopihapiha hydrogen i hoʻohui ʻia i ka pono kiʻekiʻe. Ma kēia kumu hoʻohālike, hiki ke hoʻopili pololei ʻia ka hydrogen mai ka electrolysis mai ~1.5MPa a i 45MPa me ka hoʻohana ʻana i kahi compressor diaphragm hoʻokahi, e hōʻemi nui ana i nā lako a me nā kumukūʻai manawa. ʻO ka paepae kaomi intake haʻahaʻa (1.5MPa vs. 5MPa) e hoʻomaikaʻi nui ana i ka hoʻohana ʻana i ka hydrogen.  

I ka holomua ʻana o ka ʻenehana electrolysis, manaʻo ʻia e loaʻa ka hoʻohana nui ʻia ʻana o nā kikowaena hydrogen i hoʻohui ʻia, e hoʻokele ana i ke koi mākeke no nā compressors diaphragm 1.5MPa-a-45MPa. Loaʻa i kā mākou hui nā mana hoʻolālā a me nā hana hana piha e hāʻawi i nā hopena i hana ʻia no kēia hiʻohiʻona noi. Me ka ulu ʻana o ka hapa o ka hana hydrogen ʻōmaʻomaʻo, ua manaʻo ʻia e hoʻonui ʻia nā kikowaena i hoʻohui ʻia, e hoʻonui ana i nā manaʻolana noi o nā compressors diaphragm a me kā mākou waihona huahana me ka hāʻawi ʻana i nā hopena hoʻopihapiha hou.

Eia nō naʻe, ke mau nei nā pilikia i ka hoʻomohala ʻana i nā kikowaena hydrogen i hoʻohui ʻia a me nā compressors pili, me nā kumukūʻai electrolysis kiʻekiʻe, ka hoʻokaʻawale kemika weliweli o ka hydrogen, a me ke kahua hydrogen piha ʻole. ʻO ka hoʻoponopono pono ʻana i kēia mau pilikia e koʻikoʻi nui ia no ka hoʻolaha ʻana i nā ʻōnaehana ikehu hydrogen i hoʻohui ʻia.