Un compresseur d’hydrogène est un appareil conçu spécifiquement pour comprimer l’hydrogène gazeux pour le stockage. La faible densité de l’hydrogène en fait un milieu difficile à stocker car il nécessite des pressions de réservoir extrêmement élevées comprises entre 5,000 10,000 et 15,000 XNUMX livres par pouce carré (PSI). Les compresseurs à hydrogène commerciaux sont généralement des types alternatifs, les plus courants étant les variantes à piston/membrane métallique et à rotor guidés. Bien que ces conceptions soient toutes essentiellement des pompes volumétriques, il existe plusieurs autres compresseurs à hydrogène tels que les types à hydrure et électrochimiques qui n’ont aucune pièce mobile. Cependant, la plupart des conceptions de compresseurs à hydrogène sont caractérisées par leurs capacités de pression de sortie élevées avec des pressions de livraison moyennes supérieures à XNUMX XNUMX PSI.
L’hydrogène a longtemps été un composant de carburant pour les moteurs de fusée et a récemment fait l’objet d’un examen scientifique intense en tant qu’alternative potentielle à grande échelle aux combustibles fossiles. Toutes ces applications nécessitent que l’hydrogène soit stocké sous haute pression, typiquement dans la plage de 5,000 10,000 à 3 11 PSI. Cela est dû, en partie, à la faible densité de l’hydrogène gazeux à pression atmosphérique. À ces basses pressions, un gramme d’hydrogène gazeux a un volume de près de 15,000 litres (XNUMX gallons), ce qui nécessite une compression intense du gaz s’il doit être stocké de manière viable. Les unités de compresseur d’hydrogène sont utilisées pour comprimer le gaz à des pressions énormes, souvent supérieures à XNUMX XNUMX PSI, afin qu’il puisse être stocké en quantités utilisables.
Plusieurs types de compresseurs différents sont utilisés pour comprimer l’hydrogène ; parmi les plus courants se trouvent les types à piston ou à membrane métallique. Ces compresseurs sont des machines alternatives de type volumétrique qui fonctionnent en piégeant une petite quantité de gaz dans un espace clos, en abaissant son volume par déplacement, puis en libérant le gaz comprimé dans un réservoir de stockage ou de stockage. Ce cycle est répété en continu jusqu’à ce que le réservoir atteigne sa capacité maximale. Un type de compresseur à piston utilise trois pistons pour y parvenir ; un piston moteur entraîné par de l’air comprimé ou un fluide hydraulique et une paire de pistons compresseurs qui compriment le gaz. Les pistons du compresseur sont attachés au piston moteur via une paire de bielles qui fournissent le mouvement lié nécessaire.
Un autre type de compresseur d’hydrogène courant est le compresseur à rotor guidé. Ce type de compresseur à hydrogène utilise un rotor à lobes monté sur un arbre excentrique qui tourne dans une chambre spécialement conçue. Similaire en principe aux moteurs rotatifs à combustion interne, ce type de compresseur repose sur le déplacement de gaz à l’intérieur de la chambre par les lobes du rotor pour atteindre ses valeurs de compression. Il existe plusieurs types de compresseurs à faible volume sans pièces mobiles, tels que le compresseur à hydrure utilisé pour produire de petites quantités d’hydrogène gazeux sous pression pour une utilisation en laboratoire. Ces compresseurs utilisent les propriétés de réaction thermique de l’hydrure chauffé pour produire de petites quantités d’hydrogène sous pression.
La plupart des installations industrielles de stockage d’hydrogène utilisent des pompes volumétriques pour pressuriser leurs réserves d’hydrogène. Dans certains cas, ces compresseurs sont capables de produire des sorties supérieures à 15,000 30,000 PSI et certains jusqu’à 10,000 XNUMX PSI. Ces valeurs signifient que la pression moyenne du réservoir de XNUMX XNUMX PSI utilisée par la plupart des installations de recherche sur les voitures vertes peut être atteinte rapidement et efficacement.