Ein Wasserstoffkompressor ist ein Gerät, das speziell zum Komprimieren von Wasserstoffgas zur Speicherung entwickelt wurde. Die geringe Dichte von Wasserstoff macht die Lagerung zu einem anspruchsvollen Medium, da es extrem hohe Tankdrücke zwischen 5,000 und 10,000 Pfund pro Quadratzoll (PSI) erfordert. Kommerzielle Wasserstoffkompressoren sind im Allgemeinen Kolbenkompressoren, wobei die gängigsten Varianten mit geführtem Kolben/Metallmembran und Rotor sind. Obwohl diese Konstruktionen im Grunde alle Verdrängerpumpen sind, gibt es mehrere andere Wasserstoffkompressoren, wie die Hydrid- und elektrochemischen Typen, die überhaupt keine beweglichen Teile haben. Die meisten Konstruktionen von Wasserstoffkompressoren zeichnen sich jedoch durch ihre hohen Ausgangsdruckfähigkeiten mit durchschnittlichen Förderdrücken von über 15,000 PSI aus.
Wasserstoff ist seit langem ein Treibstoffbestandteil für Raketentriebwerke und wurde in letzter Zeit als potenzielle Alternative zu fossilen Treibstoffen im großen Maßstab intensiv wissenschaftlich untersucht. Alle diese Anwendungen erfordern, dass der Wasserstoff unter hohem Druck gespeichert wird, typischerweise im Bereich von 5,000 bis 10,000 PSI. Dies liegt zum Teil an der geringen Dichte von Wasserstoffgas bei Atmosphärendruck. Bei diesen niedrigen Drücken hat ein Gramm Wasserstoffgas ein Volumen von fast 3 Gallonen (11 Liter), was eine starke Komprimierung des Gases erfordert, um es lebensfähig zu speichern. Wasserstoffkompressoreinheiten werden verwendet, um das Gas auf enorme Drücke zu komprimieren, oft über 15,000 PSI, damit es in nutzbaren Mengen gespeichert werden kann.
Zum Komprimieren von Wasserstoff werden verschiedene Kompressortypen verwendet; Zu den gebräuchlicheren gehören die Kolben- oder Metallmembrantypen. Diese Kompressoren sind Hubkolbenmaschinen vom Verdrängertyp, die funktionieren, indem sie eine kleine Menge des Gases in einem umschlossenen Raum einschließen, sein Volumen durch Verdrängung verringern und dann das komprimierte Gas in einen Auffang- oder Lagertank ablassen. Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt, bis der Tank seine maximale Kapazität erreicht hat. Ein Kolbenkompressortyp verwendet drei Kolben, um dies zu erreichen; einen durch Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit angetriebenen Antriebskolben und ein Paar Kompressorkolben, die das Gas komprimieren. Die Kompressorkolben sind über ein Paar Pleuelstangen mit dem Antriebskolben verbunden, die für die erforderliche Gelenkbewegung sorgen.
Ein weiterer üblicher Wasserstoffkompressortyp ist der Kompressor mit geführtem Rotor. Diese Art von Wasserstoffkompressor verwendet einen gelappten Rotor, der auf einer exzentrischen Welle montiert ist, die sich in einer speziell entwickelten Kammer dreht. Im Prinzip ähnlich wie bei Rotationsverbrennungsmotoren beruht dieser Verdichtertyp auf der Verdrängung von Gas innerhalb der Kammer durch die Rotorkolben, um seine Kompressionswerte zu erreichen. Es gibt mehrere Verdichtertypen mit geringem Volumen ohne bewegliche Teile, wie z. B. den Hydridverdichter, der verwendet wird, um kleine Mengen von unter Druck stehendem Wasserstoffgas für den Laborgebrauch zu erzeugen. Diese Kompressoren nutzen die thermischen Reaktionseigenschaften von erhitztem Hydrid, um kleine Mengen an Druckwasserstoff zu erzeugen.
Die meisten industriellen Wasserstoffspeicheranlagen verwenden Verdrängerpumpen, um ihre Wasserstoffspeicher unter Druck zu setzen. In einigen Fällen sind diese Kompressoren in der Lage, eine Leistung von über 15,000 PSI und einige von bis zu 30,000 PSI zu erzeugen. Diese Werte bedeuten, dass der durchschnittliche Tankdruck von 10,000 PSI, der von den meisten Forschungseinrichtungen für umweltfreundliche Autos verwendet wird, schnell und effizient erreicht werden kann.