Modelado Termodinámico y Análisis de Sensibilidad de un Sistema de Almacenamiento de Hidrógeno a 70 MPa para Vehículos de Carga Pesada
Autores: Tatti, Roberta; Klopi, Nejc; Radner, Fabian; Zinner, Christian; Trattner, Alexander
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Modelado Termodinámico y Análisis de Sensibilidad de un Sistema de Almacenamiento de Hidrógeno a 70 MPa para Vehículos de Carga Pesada
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Reducción
Emisiones de CO2
Transporte
Alternativas sostenibles
Vehículos eléctricos de pila de combustible
Sistemas de almacenamiento de hidrógeno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Reducir las emisiones de CO2 en el transporte requiere alternativas sostenibles como los vehículos eléctricos de pila de combustible. Un desafío crítico es el almacenamiento eficiente y seguro y la recarga rápida de hidrógeno a 70 MPa. Este estudio propone una herramienta práctica de apoyo al diseño para optimizar los sistemas de almacenamiento de hidrógeno para vehículos de carga pesada con capacidades de hasta 100 kg. Se desarrolló un modelo dinámico y personalizable en Matlab-Simulink, que incluye todos los componentes desde el dispensador hasta los tanques a bordo, permitiendo la evaluación de múltiples opciones de diseño. El objetivo es proporcionar pautas claras para garantizar una recarga rápida, segura y completa que cumpla con los límites SAE J2601-5. Las simulaciones mostraron que los tanques Tipo III ofrecen el mejor rendimiento. La recarga más rápida (~10 min) se logró con tuberías más cortas, diámetros más grandes y bajas temperaturas (20 grados C ambiente, -40 grados C dispensador), mientras que la Tasa de Aumento de Presión Promedio se maximizó hasta 9 MPa/min (220 g/s de hidrógeno del dispensador) sin exceder los límites SAE para presión y temperatura.
Descripción
Reducir las emisiones de CO2 en el transporte requiere alternativas sostenibles como los vehículos eléctricos de pila de combustible. Un desafío crítico es el almacenamiento eficiente y seguro y la recarga rápida de hidrógeno a 70 MPa. Este estudio propone una herramienta práctica de apoyo al diseño para optimizar los sistemas de almacenamiento de hidrógeno para vehículos de carga pesada con capacidades de hasta 100 kg. Se desarrolló un modelo dinámico y personalizable en Matlab-Simulink, que incluye todos los componentes desde el dispensador hasta los tanques a bordo, permitiendo la evaluación de múltiples opciones de diseño. El objetivo es proporcionar pautas claras para garantizar una recarga rápida, segura y completa que cumpla con los límites SAE J2601-5. Las simulaciones mostraron que los tanques Tipo III ofrecen el mejor rendimiento. La recarga más rápida (~10 min) se logró con tuberías más cortas, diámetros más grandes y bajas temperaturas (20 grados C ambiente, -40 grados C dispensador), mientras que la Tasa de Aumento de Presión Promedio se maximizó hasta 9 MPa/min (220 g/s de hidrógeno del dispensador) sin exceder los límites SAE para presión y temperatura.