طور باحثون في جامعة ولاية واشنطن نموذجاً رياضياً واقتراحات عملية لتحسين تشغيل خزانات الهيدروجين السائل، مما يجعل الهيدروجين وقوداً أكثر جدوى للسيارات والعمليات الصناعية. نُشر البحث في مجلة Cryogenics.

يُعد الهيدروجين السائل الشكل الأكثر ملاءمة للعديد من التطبيقات الصناعية، لكن تخزينه ونقله يواجه تحديات كبيرة. يجب تخزينه في درجات حرارة منخفضة جداً، ويتحول بسرعة إلى غاز عند التعرض للحرارة العادية. وتصل الخسائر في خزانات التخزين والنقل إلى 25% من إجمالي الكمية المنقولة، حيث يتبخر نحو 13% أثناء تبريد خطوط النقل فقط.

استخدم فريق البحث بيانات خزانات حقيقية لتطوير نموذج نظري دقيق لأداء خزانات التخزين، وتم التحقق منه ببيانات خزانات تعمل لدى شركة Plug Power. أظهر النموذج أن تغيير طريقة تشغيل خزانات الهيدروجين السائل يمكن أن يقلل التبخر بشكل كبير، بل ويصل إلى صفر تبخر مع تعديلات إضافية على النظام. على سبيل المثال، تعديل قيمة ضغط تشغيل صمام تخفيف الضغط يقلل الخسائر بنسبة 26% تقريباً.

يقول البروفيسور كونستانتين ماتفييف من كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد: «الهيدروجين السائل خيار مناسب لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتطوير وقود نظيف، والنموذج الجديد يُحاكي حلقات مهمة في سلسلة توريد الهيدروجين السائل، مما يجعل تقنيات الاقتصاد الأخضر أكثر واقعية».

ويضيف المؤلف المراسل جاك ليتشمان أن تطوير نموذج نظري أمر حاسم لفهم العمليات الحالية وتوجيه الاستثمارات التحسينية. كما أشار ماتفييف إلى أن النموذج الجديد فعال جداً في الحسابات؛ فالنماذج المعقدة السابقة كانت تحتاج أياماً على الحواسيب العملاقة لمحاكاة ساعات قليلة فقط، بينما النموذج المبسط المعاير ببيانات حقيقية يستطيع محاكاة مئات الساعات في دقائق، ويمكن للصناعة والعملاء والمصممين والجهات الحكومية استخدامه بسهولة.