12092019po

Bezpečnost

Bezpečnost

V dnešním článku si stručně přiblížíme otázky bezpečnosti vodíkových aplikací.

Téměř všechny paliva jsou nějakým způsobem nebezpečná. Dalo by se s nadsázkou říct, že to je právě ta vlastnost, pro kterou se využívají.

Vysoká hustota energie, hořlavost a výbušnost jsou vlastnosti, které jsou společné všem druhům paliv. Skladování takových paliv v prostoru vozidla představuje riziko vznícení případně výbuchu paliva vně spalovací komory tepelného motoru nebo palivového článku. Vodík není v tomto ohledu výjimkou, přesto je jeho chování v mnoha ohledech velmi odlišné od stávajících fosilních paliv.

  • Vodík tvoří spolu se vzduchem hořlavou a výbušnou směs v širokém rozsahu koncentrací (4 - 75 % objemu pro hořlavou směs a 19 - 59 % objemu pro výbušnou směs).
  • Při rychlé expanzi může dojít k samovznícení.
  • Vodík má velmi nízkou zápalnou energii, již velmi malý elektrostatický náboj (0,02 J) může iniciovat vzplanutí paliva.
  • Nízká viskozita a malá velikost vodíkové molekuly kladou zvýšené nároky na utěsnění palivové soustavy.
  • Únik vodíku není možné rozpoznat lidskými smysly.
  • Velmi nízká hustota plynu napomáhá rychlému rozptylu do okolí a tedy k rychlému snížení koncentrace pod zápalnou mez.
  • Nebyly zjištěny toxické účinky na člověka, při hoření nevznikají toxické zplodiny.
  • Za denního světla není vodíkový plamen téměř viditelný.

Přestože většina výše uvedených parametrů je z hlediska bezpečnosti oproti běžným palivům méně příznivých, mnoho praktických zkoušek prokázalo menší destrukční účinky vzplanutí vodíkové nádrže na vozidlo i menší riziko pro posádku. Na následujícím obrázku je test úniku a následného vznícení vodíku vs. benzínu.

bezpecnost

Při destrukci nádrže stoupá vodík díky své nízké hustotě velmi rychle vzhůru a případný požár vzniká ve větší míře vně vozidla. K zvýšení bezpečnosti paradoxně přispívá i menší množství paliva skladovaného ve vozidlech. Bezpečnost se dá dále zvýšit vhodným umístěním skladovací nádrže (například na střechu).

U konvenčních skladovacích systémů je vodík skladován v nádobách za velmi nízkých teplot případně za vysokých tlaků. Takovéto systémy jsou velmi náchylné na porušení pláště skladovací nádoby. Při mechanickém poškození nádoby může dojít ve velmi krátké době k úniku celého obsahu nádrže a k případnému vzplanutí nebo výbuchu.

Při skladování vodíku v kryogenní nádrži dochází vlivem přestupu tepla k pozvolnému odparu. V případě, kdy je odpařený vodík jednoduše vypouštěn do atmosféry je nutné dodržet zvýšená bezpečnostní opatření, aby se zabránilo hromadění vodíku v uzavřených prostorách. Velmi nízká teplota skladovaného vodíku představuje pro člověka vážné zdravotní riziko. Při kontaktu s pokožkou může dojít ke kryogenním popáleninám, omrzlinám a podchlazením; při vdechnutí studených par potom k vážnému poškození plic. Nebezpečné mohou být i vysoce podchlazené kovové části palivového systému, při manipulaci s takovými částmi systému je nezbytné používat ochranné rukavice.

U alternativních systémů skladování vodíku je vodík vázán ve struktuře materiálu; při poruše pláště nádrže tedy nedochází k rychlému úniku vně nádrž vozidla.


Na závěr je třeba připomenout, že využívání vodíku není novinka posledních let. Ve velkém množství je spotřebováván například v ropných rafinériích při výrobě benzínů nebo v potravinářství při ztužování tuků. Relativně nové je pouze jeho používání jako energetického nosiče. Velké množství dopravních prostředků v rámci demonstračních projektů na celém světě (Cute, HyFleet:Cute, ...) denně prokazuje, že je vodík pro tyto účely dostatečně spolehlivé a bezpečné palivo.

 

Hydrogen Days 2020

Akce aktuální

17 2. 2020
Final STORE&GO konference

Feburary 17-18, 2020, Karlsruhe, Germany

04 3. 2020
14 9. 2020
World Automotive Congress FISITA 2020

September 14 - 18, 2020, Prague, Czech Republic

Facebook

členové platformy

ČVUT FS
ÚJV Řež a.s.
VŠCHT Praha
UNITED HYDROGEN, a.s.
Centrum výzkumu Řež s.r.o.
Unipetrol
Pražská plynárenská, a.s.
Leancat s.r.o.
Český plynárenský svaz (ČPS)
GREEN REMEDY, s.r.o.
DEVINN – Development Innovation
Energy financial group (EFG)
ENVISAN-GEM, a.s.
CHEMINVEST s.r.o.
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i
ŠKODA ELECTRIC a.s.
Chart Ferox, a.s.
CYLINDERS HOLDING a.s.
OKK Koksovny, a.s
MBtech Bohemia s. r. o. / AKKA
Projekt ČESKÁ VODÍKOVÁ TECHNOLOGICKÁ PLATFORMA 2020 je spolufinancován Evropskou unií

Tento web používá k poskytování služeb a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.