Compresor de hidrógeno

Un método probado para comprimir hidrógeno es el uso de compresores de pistón alternativo. Ampliamente utilizados en refinerías, constituyen la base del refinado de petróleo crudo. Estos compresores suelen estar disponibles con o sin lubricación de aceite; para altas presiones (350-700 bar), se prefieren los compresores sin lubricación para evitar la contaminación del hidrógeno con aceite. La potencia de accionamiento típica es del orden de megavatios (300 kW-15 MW). El conocimiento experto en el sellado de pistones y anillos de empaquetadura garantiza que los compresores alternativos superen a las tecnologías de la competencia en términos de MTBO (Tiempo Medio Entre Revisiones).

Un compresor de pistón de líquido iónico es un compresor de hidrógeno basado en un pistón de líquido iónico en lugar de un pistón de metal como en un compresor de diafragma de pistón-metal . ^{[ 2 ]}

Un compresor electroquímico de hidrógeno multietapa incorpora una serie de conjuntos de membrana-electrodo (MEA), similares a los utilizados en las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones ; este tipo de compresor no tiene partes móviles y es compacto. El compresor electroquímico funciona de forma similar a una pila de combustible: se aplica un voltaje a la membrana y la corriente eléctrica resultante impulsa el hidrógeno a través de ella. Mediante la compresión electroquímica de hidrógeno, se alcanza una presión de 14 500 psi (1000 bar o 100 MPa). Existe una patente en trámite que afirma una eficiencia exergética del 70 al 80 % para presiones de hasta 10 000 psi o 700 bares. ^{[ 3 ]} En 2011 se informó de una compresión electroquímica de una sola etapa a 800 bares. ^{[ 4 ]}

En un compresor de hidruro , las propiedades térmicas y de presión de un hidruro se utilizan para absorber gas hidrógeno a baja presión a temperatura ambiente y luego liberar gas hidrógeno a alta presión a temperaturas más elevadas; el lecho de hidruro se calienta con agua caliente o una bobina eléctrica. ^{[ 5 ]}

Los compresores de diafragma de metal con pistón son compresores estacionarios de alta presión, de cuatro etapas refrigerados por agua, de 11 a 15  kW, de 30 a 50 Nm3/h y 40  MPa para la dispensación de hidrógeno. ^{[ 6 ]} Dado que la compresión genera calor, el gas comprimido debe enfriarse entre etapas, lo que hace que la compresión sea menos adiabática y más isotérmica . La suposición predeterminada para los compresores de hidrógeno de diafragma es una eficiencia adiabática del 70 %. ^{[ 7 ]} Se utilizan en estaciones de hidrógeno .

El compresor de rotor guiado (GRC) es un compresor rotativo de desplazamiento positivo basado en una geometría trocoidal envoluta que utiliza una curva trocoidal paralela para definir su volumen de compresión básico. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Tiene una eficiencia adiabática típica del 80 al 85 % . ^{[ 10 ]}

El compresor lineal de un solo pistón utiliza un contrapeso dinámico, donde una masa móvil auxiliar se une de forma flexible a un conjunto de pistón móvil y a la carcasa estacionaria del compresor mediante resortes mecánicos auxiliares con una exportación de vibración nula con un consumo mínimo de potencia eléctrica y corriente del motor. ^{[ 11 ]} Se utiliza en criogenia.