पॉलीथीन पाइपलाइनों के माध्यम से हाइड्रोजन परिवहन के दीर्घकालिक प्रदर्शन और पारगमन विशेषताओं पर शोध

एक महत्वपूर्ण ऊर्जा वाहक के रूप में हाइड्रोजन, हरित ऊर्जा संक्रमण को बढ़ावा देने में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है। इसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से अधिशेष बिजली का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है और यह "पावर-से-X" ऊर्जा रणनीति के मुख्य घटक के रूप में कार्य करता है। इसे मौजूदा पॉलिमर पाइपलाइन नेटवर्क के माध्यम से ले जाया जा सकता है। हालाँकि, प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों को हाइड्रोजन परिवहन अनुप्रयोगों में परिवर्तित करने के लिए पॉलिमर पाइपलाइनों पर उनके अल्पकालिक और दीर्घकालिक प्रभावों, विशेष रूप से हाइड्रोजन पारगम्यता और गैस हानि से संबंधित मुद्दों के व्यवस्थित मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि पॉलीइथाइलीन पाइपों पर हाइड्रोजन का अल्पकालिक प्रभाव अपेक्षाकृत सीमित है, लेकिन इसके दीर्घकालिक प्रभाव - विशेष रूप से पाइपों के सेवा जीवन पर - की पूरी तरह से जांच नहीं की गई है। यह अध्ययन दो वर्षों तक 8.9 बार हाइड्रोजन के संपर्क में रहने के बाद PE100-RC पाइप के सेवा जीवन में परिवर्तन का मूल्यांकन करने पर केंद्रित है। चक्रीय क्रैक रॉड परीक्षण के माध्यम से, यह पाया गया कि सीआरबी विफलता वक्र में केवल मामूली ढलान परिवर्तन दिखा। इसी तरह की घटना एक अन्य PE100-RC पाइप परीक्षण में भी घटी जो 1000 घंटों तक 10 बार पानी के दबाव के संपर्क में थी। सीआरबी परीक्षण और एंटी-स्लो क्रैक प्रसार प्रदर्शन में देखे गए परिवर्तन दबाव के कारण होने वाले भौतिक आकारिकी परिवर्तनों के कारण हो सकते हैं, और हाइड्रोजन एक्सपोज़र से संबंधित नहीं हैं। इसलिए, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि हाइड्रोजन एक्सपोज़र का पॉलीथीन पाइपों के एंटी-स्लो क्रैक प्रसार प्रदर्शन और सेवा जीवन पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ा है।
सबसे छोटे गैस अणु के रूप में, पीई पाइपों में हाइड्रोजन गैस की पारगम्यता प्राकृतिक गैस की तुलना में गैस हानि की लगभग चार गुना है। अर्ध क्रिस्टलीय पॉलिमर में, क्रिस्टलीय चरण में गैस की पारगम्यता अनाकार चरण की तुलना में बहुत कम होती है। पॉलीथीन की आकृति विज्ञान और इसकी पारगम्यता के बीच संबंध का पता लगाने के लिए, अनुसंधान टीम ने विभिन्न इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों का उपयोग करके उत्पादित सात प्रकार के पीई पाइपों का विश्लेषण किया। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मापी गई क्रिस्टलीयता में अंतर 25% तक था, लेकिन पारगम्यता गुणांक केवल 13% बदला, जो दर्शाता है कि हाइड्रोजन गैस पारगम्यता पर क्रिस्टलीयता का प्रभाव अपेक्षाकृत सीमित है। इस रिश्ते की गहरी समझ भविष्य में पीई पाइपों के एंटी-परमीशन प्रदर्शन को अनुकूलित करने में मदद करेगी और दीर्घकालिक उपयोग के दौरान पारगमन व्यवहार पर सामग्री आकारिकी परिवर्तनों के प्रभाव के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करेगी।