SwRI ottiene 1,75 milioni di dollari per progetti di test sui componenti a idrogeno

Il programma ENERGYWERX ha finanziato otto progetti del Southwest Research Institute relativi all'idrogeno. Molti dei progetti saranno condotti presso il Metering Research Facility del SwRI, un impianto di misurazione della portata all'avanguardia, ad alta precisione e ad alta tecnologia, che simula le reali condizioni di esercizio sul campo.

Il Southwest Research Institute ha ricevuto 1,75 milioni di dollari di finanziamenti attraverso il programma ENERGYWERX per sostenere otto progetti di ricerca incentrati sull'idrogeno, volti a migliorare la sicurezza, l'affidabilità e le prestazioni delle infrastrutture energetiche emergenti basate sull'idrogeno.

I progetti si concentrano sulla sperimentazione di componenti critici utilizzati nella produzione, nel trasporto, nello stoccaggio e nelle applicazioni finali dell'idrogeno. SwRI ha affermato che il lavoro mira ad accelerare l'implementazione delle tecnologie dell'idrogeno fornendo una convalida basata sui dati, in linea con gli standard internazionali.

ENERGYWERX è un'iniziativa del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ideata per ampliare la ricerca cooperativa tra il Dipartimento dell'Energia e organizzazioni non profit, aziende private, servizi di pubblica utilità e altre organizzazioni, accelerando lo sviluppo e la commercializzazione di tecnologie per l'energia pulita.

Molti dei progetti finanziati si concentrano sui sistemi a idrogeno ad alta pressione utilizzati nelle applicazioni di rifornimento e stoccaggio sotterraneo.

SwRI condurrà test di ciclo di pressione su una valvola di ritegno per idrogeno progettata per il rifornimento di idrogeno gassoso ad alta pressione. I test seguiranno le linee guida della norma ISO 19880-3, uno standard riconosciuto a livello internazionale per le stazioni di rifornimento di idrogeno. A supporto di questo impegno, SwRI metterà in funzione un nuovo impianto di prova in grado di valutare l'integrità della valvola a pressioni di idrogeno fino a 15.000 psi. Il progetto è guidato da Jacqueline Manders, assistente responsabile del programma presso il Dipartimento di Ingegneria dei Fluidi di SwRI.

Manders supervisionerà anche i test delle valvole utilizzate nei pozzi sotterranei di stoccaggio dell'idrogeno presso lo stesso impianto. Il lavoro valuterà l'affidabilità delle valvole in caso di esposizione ripetuta a idrogeno ad alta pressione e a temperature estreme. Questi ambienti possono rendere fragili i materiali metallici e degradare gli elementi di tenuta, aumentando il rischio di perdite nel tempo.

Un altro progetto amplia l'infrastruttura di test dell'idrogeno liquido di SwRI per supportare la valutazione dei componenti criogenici. L'iniziativa creerà nuove strutture e metodologie per testare pompe, valvole e componenti correlati a idrogeno liquido utilizzando idrogeno liquido anziché fluidi sostitutivi come l'azoto liquido.

Il progetto, guidato dall'ingegnere di ricerca senior Brandon Ridens, è progettato per generare dati sulle prestazioni dei sistemi di stoccaggio di idrogeno criocompresso. SwRI ha affermato che i test con idrogeno liquido reale forniscono risultati più rappresentativi in termini di sicurezza, affidabilità e conformità agli standard globali.

Numerosi progetti affrontano le sfide associate alla miscelazione di idrogeno e gas naturale nelle infrastrutture di condotte esistenti.

Matthew Godush, assistente responsabile del programma SwRI, guiderà i test di misuratori di portata a ultrasuoni adattati per misurare miscele di idrogeno e gas naturale. Poiché l'idrogeno ha proprietà di flusso significativamente diverse rispetto al metano, i contatori di gas naturale convenzionali possono produrre letture imprecise quando viene introdotto idrogeno. SwRI valuterà le prestazioni dei misuratori utilizzando la tecnologia di trasporto esistente per aiutare le aziende di servizi pubblici a valutare le opzioni di miscelazione senza dover ricorrere a sostituzioni infrastrutturali su larga scala.

Godush guiderà anche i test di un sensore di analisi dei gas progettato per rilevare le concentrazioni di idrogeno e metano in flussi di gas miscelati. Il progetto valuterà la capacità del sensore di valutare rapidamente e accuratamente i rapporti di miscelazione in condizioni operative reali.

Ulteriori attività sotto la guida di Godush includono la convalida di un sensore di analisi dell'idrogeno gassoso per sensibilità, tempi di risposta e accuratezza in un'ampia gamma di concentrazioni e condizioni ambientali. SwRI valuterà anche le tecnologie di rilevamento per l'identificazione di perdite di idrogeno in condizioni operative, calibrando i sistemi in base a scenari di perdite noti per rafforzare i protocolli di sicurezza.

Un altro progetto finanziato esamina la compatibilità dei materiali degli O-ring in ambienti con idrogeno gassoso. Fassett Hickey dello SwRI sta conducendo test incentrati sui materiali di tenuta polimerici comunemente utilizzati nelle applicazioni aerospaziali, energetiche e industriali dell'idrogeno.

Poiché le molecole di idrogeno sono estremamente piccole, possono permeare i materiali polimerici, causando la formazione di bolle o rotture durante le rapide decompressioni. SwRI valuterà l'affidabilità e la sicurezza degli O-ring per supportare una migliore selezione dei materiali e una migliore progettazione delle apparecchiature.

Molti dei progetti saranno condotti presso il Metering Research Facility di SwRI, un centro di misurazione della portata ad alta precisione progettato per simulare condizioni operative reali. Ingegneri e scienziati di diverse discipline stanno collaborando ai progetti nell'ambito del più ampio programma di ricerca sull'idrogeno di SwRI.

I progetti finanziati da ENERGYWERX sono in corso e si prevede che saranno completati entro la fine del 2026.