- ¿Cuál es la función principal de un regulador de presión de gas hidrógeno?
- ¿Qué tipos de regulador de presión de hidrógeno existen?
- ¿Cuál es la distinción entre un regulador frente a un sensor de presión de hidrógeno, un transmisor de presión y otros valores de presión?
- ¿Qué certificaciones requeridas a nivel global existen para los reguladores de presión de hidrógeno a utilizar en aplicaciones de pilas de combustible de hidrógeno?
- ¿Por qué son tan importantes los reguladores de presión de hidrógeno para pilas de combustible?
- ¿Cuáles son los criterios clave de rendimiento del regulador de presión de hidrógeno?
- ¿Cuáles son las interfaces clave para otros componentes en un sistema de hidrógeno?
- ¿Es importante el material utilizado y, en caso afirmativo, por qué?
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¿Cuál es la función principal de un regulador de presión de gas hidrógeno?
La pila de combustible requiere un regulador de presión de hidrógeno con una serie de características que proporcionen un control preciso y estable en condiciones de funcionamiento variables. Sin la protección de un regulador de presión de alta calidad, los picos de presión pueden tener consecuencias potencialmente devastadoras para la pila de combustible.
El control de la presión del hidrógeno en los sistemas de pilas de combustible es de importancia clave para la implementación y proliferación de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno, lo que favorece el logro general de la sostenibilidad económica mundial.
¿Qué tipos de regulador de presión de hidrógeno existen?
Si bien los requisitos funcionales suelen ser muy específicos, en la industria prevalece una distinción general entre los diseños de reguladores de hidrógeno de baja presión y los reguladores de hidrógeno de alta presión más utilizados.
Sin embargo, las diferentes aplicaciones del hidrógeno requieren soluciones diferentes, por lo que ya se ha desarrollado una gama cada vez mayor de opciones para seguir el ritmo de la demanda.
Los reguladores de presión pueden clasificarse en dos grupos básicos:
- regulador de presión de hidrógeno de reducción hacia delante
- regulador de contrapresión de hidrógeno
Los reguladores de contrapresión reducen las altas presiones de entrada a presiones de salida más bajas y, a la inversa, un regulador de contrapresión está diseñado específicamente para controlar las presiones de entrada.
Los reguladores de contrapresión reducen las altas presiones de entrada a presiones de salida más bajas.
Dentro de estas dos categorías, también existen numerosas características que diferencian a los reguladores de presión de hidrógeno entre sí.
Los reguladores de presión de la línea de hidrógeno mantienen una presión de trabajo constante en el sistema, mientras que los reguladores de presión con sensor de pistón convierten las entradas en adaptaciones de presión dentro del sistema.
Se pueden utilizar materiales ligeros como el aluminio para minimizar el peso del regulador en aplicaciones en las que esto es crucial para el rendimiento. Los reguladores de dos etapas son útiles cuando se requiere un control de presión extremadamente preciso. También hay circunstancias en las que los caudales son importantes, por ejemplo en las estaciones de repostaje de hidrógeno, para minimizar los tiempos de repostaje.
¿Cuál es la diferencia entre un regulador y un sensor de presión de hidrógeno, un transmisor de presión y otros valores de presión?
Los sensores de presión, transmisores, etc. miden la presión de un sistema, mientras que un regulador de presión de hidrógeno es una válvula reductora de presión; por lo tanto, la función principal es reducir una gran presión de entrada a una presión de línea utilizable para una celda de combustible.
¿Qué certificaciones exigidas a nivel mundial existen para los reguladores de presión de hidrógeno que se van a utilizar en aplicaciones de pilas de combustible de hidrógeno?
La certificación TPED 2010/35/UE es necesaria para aplicaciones que impliquen el transporte de equipos a presión, incluidos cilindros de gas y sus válvulas, mientras que la aprobación EC79 cubre el uso comercial de reguladores de presión de hidrógeno en vehículos con pilas de combustible de hidrógeno.
¿Por qué son tan importantes los reguladores de presión de hidrógeno para pilas de combustible?
SSin el regulador, el tanque de hidrógeno de alta presión liberaría hidrógeno a presiones que dañarían irreparablemente la pila de combustible. Para ir un paso más allá, el regulador debe proporcionar de forma fiable y repetida presiones de salida muy estables para proteger la pila de combustible de picos de presión, que pueden tener consecuencias igualmente devastadoras para la pila de combustible.
¿Cuáles son los principales criterios de rendimiento del regulador de presión de hidrógeno?
Las pilas de combustible son dispositivos muy sensibles, en los que los requisitos de presión para el consumo son finitos. A menudo, la presión establecida no puede variar más allá de +/- 1 bar, por lo que el regulador de presión de hidrógeno debe ser lo suficientemente preciso como para mantener una presión establecida constante, que es la razón por la que los diseños equilibrados han demostrado ser exitosos en aplicaciones de hidrógeno.
Además, las estaciones de servicio de hidrógeno a menudo tienen criterios de rendimiento relacionados con la rapidez con la que se puede repostar un vehículo, para la comodidad del cliente. Las demandas de caudal son actualmente de 60 g/s, pero las demandas futuras serán de 120 g/s e incluso de 300 g/s.
Esto se logrará con nuevos diseños que estarán disponibles comercialmente a su debido tiempo, como el regulador de presión de hidrógeno RF1034 de Pressure Tech rediseñado. Las especificaciones de este regulador incluyen un CV de 0,5 para hacer frente a la demanda de un reabastecimiento más rápido, al tiempo que se adhiere a los estándares requeridos.
¿Cuáles son las interfaces clave a otros componentes en un sistema de hidrógeno?
Las interfaces de los reguladores de presión de hidrógeno varían según la aplicación. Los reguladores como el Pressure Tech LW351 se montan directamente en una botella de H2, mientras que la válvula del cilindro CV414 se monta en el medio debido a los beneficios para la recarga y la seguridad. Alternativamente (y más comúnmente), los reguladores se conectarán en una línea utilizando accesorios que se conectan a nuestras roscas NPT, SAE, MP que se incluyen en estos reguladores. En un sistema de celda de combustible normal, el cilindro de hidrógeno estará aguas arriba y una celda de combustible aguas abajo del regulador.
¿Es importante el material utilizado y, en caso afirmativo, por qué?
Sí, por supuesto. El acero inoxidable o el aluminio se utilizan para aplicaciones por debajo de los 690 bar. El aluminio se utilizaría cuando el peso es un factor determinante para el cliente, ya que es un metal menos denso. Por encima de los 690 bar, el acero inoxidable 660 es el material de elección, debido a las propiedades mecánicas mejoradas a presiones más altas. La selección del material es aún más importante para el hidrógeno, ya que no se pueden utilizar metales como el acero inoxidable 17-4 PH debido al riesgo de fragilización por hidrógeno.
Contenido aportado por Pressure Tech
Pressure Tech es un fabricante del Reino Unido y fue fundado en el año 2000 por su propietario Steve Yorke-Robinson. Actualmente somos reconocidos en todo el mundo por la fabricación de reguladores de presión de alta calidad. En 2017 comenzamos a trabajar en la expansión de nuestra gama de productos en el mercado de las celdas de combustible de hidrógeno con el desarrollo de nuestro regulador de presión liviano LW351 para drones UAV H2FC. Desde entonces, hemos agregado un regulador aprobado por EC79 para autobuses y camiones de hidrógeno, una válvula de cilindro aprobada por TPED para cilindros de gas hidrógeno y una gama completa de reguladores de presión para aplicaciones de manipulación de materiales, vehículos de pasajeros y estaciones de servicio.
Última actualización: 15.1.2023