Lo stoccaggio dell’idrogeno in vettori di idrogeno organico liquido (LOHC)
Laddove sussista un intervallo di tempo tra la produzione di idrogeno e il suo impiego, l’idrogeno deve essere immagazzinato in un determinato luogo, preferibilmente vicino al punto di utilizzo. Alcune aziende e istituti di ricerca tedeschi stanno studiando un nuovo modo per conservare l’idrogeno: utilizzando oli diatermici aromatici sintetici usati negli impianti di panificazione e in altre applicazioni ad alta temperatura. In questo caso, l’olio diatermico agisce da vettore di idrogeno organico liquido, LOHC.
L’idrogeno viene immagazzinato all’interno dei relativi vettori grazie a una reazione catalitica. Il liquido ora ha una bassa viscosità e sembra acqua. In seguito all’idrogenazione la viscosità aumenta, e il liquido ha un aspetto simile al miele.
Una volta caricato con idrogeno, il LOHC diviene ignifugo, il che lo rende un mezzo sicuro per il trasporto dell’idrogeno fino al luogo di utilizzo, dove sarà poi possibile scaricarlo dal vettore.
Il LOHC caricato può essere immagazzinato a condizioni ambientali, il che rappresenta un ulteriore vantaggio rispetto all’idrogeno gassoso. Il processo di carico/scarico è reversibile; l’idrogenazione (carico) richiede pressioni più elevate ed è esotermica, e quindi rilascia energia, mentre la deidrogenazione (scarico) è un processo endotermico che richiede energia e quindi temperature più elevate – entrambi i processi avvengono tramite un catalizzatore.
Requisiti per l’applicazione
Le aziende stanno cercando di stabilire a quale pressione la reazione risulta essere più efficacie per il carico e lo scarico. A tal fine, devono essere fornite al reattore quantità precise di LOHC e idrogeno. In questo caso, la parte delicata è rappresentata dalla variazione di viscosità del LOHC prima e dopo la reazione catalitica e gli strumenti per la misurazione della portata massica devono essere in grado di far fronte a simili cambiamenti.
Punti fondamentali
- Capacità di dosare e pompare liquidi viscosi
- Precisione
- Gli strumenti per la misurazione della portata massica devono essere in grado di far fronte alle variazioni di viscosità
Soluzione di processo
In una configurazione, il LOHC viene riscaldato fino a raggiungere il giusto livello di viscosità e viene portato a un livello di pressione superiore da una pompa HPLC Wadose dotata di elemento riscaldante. Un misuratore di portata Coriolis ad alta temperatura, fornito di adeguata elettronica e di una valvola di controllo, viene utilizzato qui per dosare il LOHC all’interno del recipiente del reattore.
In un’altra configurazione, il dosaggio del LOHC a viscosità più elevate può essere effettuato, anche molto bene, utilizzando pompe HNP in combinazione con i misuratori di portata massica Coriolis. In questo caso non è necessario riscaldare eccessivamente il mezzo, perché la pompa è in grado di gestire viscosità elevate senza problemi.
Schema di flusso: per immagazzinare idrogeno nel serbatoio per il trasporto (processo di carico)
Viene misurata solo la portata dell’idrogeno utilizzato nel processo LOHC. Questo, che in una fase precedente attraversa l’elettrolizzatore prima di entrare nel recipiente del reattore, viene controllato dalla pressione.
Numerosi strumenti Bronkhorst vengono utilizzati in diversi aspetti del processo:
- per applicare la pressione,
- per il pompaggio
- per la misurazione e il controllo dei mezzi
- per rilevare la densità dei mezzi
- per misurare le relative pressioni
La combinazione di questi dispositivi ne fa una soluzione altamente funzionale.
Schema di flusso: LOHC dopo il trasporto (scarico dell’idrogeno)
