BỒN CHỨA HYDROGEN “TỰ THOÁT KHÍ KHÔNG NỔ” CÓ THỂ TRỞ THÀNH BƯỚC NGOẶT CHO AN TOÀN HẠ TẦNG HYDROGEN TOÀN CẦU
15/04/2026
Biên tập: Annie Nguyễn
Hydrogen Europe Research vừa công bố báo cáo chuyên đề mới về một công nghệ lưu trữ hydrogen được đánh giá có thể thay đổi toàn bộ tiêu chuẩn an toàn của ngành: bồn chứa hydrogen composite “tự thoát khí không nổ” trong mọi tình huống cháy, hay còn gọi là self-venting TPRD-less composite tank. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giải quyết một trong những rào cản lớn nhất đang hạn chế tốc độ triển khai hydrogen trên toàn cầu: lo ngại về an toàn lưu trữ áp suất cao.
Hiện nay, phần lớn bồn chứa hydrogen nén 350–700 bar trên xe fuel cell và trạm tiếp nhiên liệu sử dụng van xả áp nhiệt TPRD (Thermally Activated Pressure Relief Device) như cơ chế bảo vệ chính. Khi nhiệt độ tăng cao do cháy, van sẽ mở để xả hydrogen nhằm tránh nổ bình. Tuy nhiên, Hydrogen Europe Research cho rằng giải pháp này tồn tại nhiều điểm yếu mang tính cấu trúc. Trong các đám cháy cục bộ, cháy âm ỉ hoặc cháy không tác động trực tiếp lên vị trí đặt van, TPRD có thể không kích hoạt kịp thời, dẫn đến nguy cơ nổ bồn. Ngược lại, nếu van kích hoạt trong không gian kín như hầm xe, gara, tàu thủy hoặc kho chứa, dòng hydrogen xả áp tốc độ cao có thể gây hiện tượng “pressure peaking” – tăng áp đột ngột đủ sức phá hủy kết cấu xung quanh.
Để giải quyết điểm yếu này, nhóm nghiên cứu đề xuất thay thế tư duy “xả áp tập trung tại một điểm” bằng mô hình “xả áp phân tán toàn bề mặt bồn”. Công nghệ mới dựa trên nguyên lý microleaks-no-burst (μLNB), thiết kế bồn chứa với cấu trúc composite hai lớp và lớp polymer liner đặc biệt. Khi gặp nhiệt độ cực cao, lớp liner nóng chảy trước khi thành bồn mất độ bền cơ học, tạo ra hàng nghìn vi kênh siêu nhỏ trên bề mặt giúp hydrogen thoát ra từ từ qua toàn bộ thân bồn. Nhờ vậy, áp suất bên trong được giảm dần mà không xảy ra nổ vỡ đột ngột.
Theo báo cáo, kích thước của các vi kênh này chỉ ở mức vài micron, khiến vùng hỗn hợp cháy của hydrogen bên ngoài bồn chỉ kéo dài vài centimet. Điều này giúp hydrogen phân tán rất nhanh vào môi trường, không tạo đám mây khí dễ cháy lớn như khi xả từ TPRD truyền thống. Các thử nghiệm nguyên mẫu cho thấy công nghệ này loại bỏ gần như toàn bộ các rủi ro nghiêm trọng nhất của sự cố bồn hydrogen, bao gồm sóng xung kích, cầu lửa, mảnh văng, ngọn lửa dài và hiện tượng tăng áp trong không gian kín.
Đáng chú ý, các nguyên mẫu đã vượt qua thử nghiệm cháy ở cường độ cao hơn đáng kể so với tiêu chuẩn quốc tế hiện hành. Trong một số bài test, bồn được đặt dưới đám cháy có mật độ giải phóng nhiệt tới 19,5 MW/m² – cao gấp nhiều lần mức trong các protocol thử nghiệm hiện tại – nhưng vẫn chỉ tự thoát khí mà không phát nổ. Áp suất trong bình giảm dần về gần áp suất khí quyển sau quá trình cháy.
Một điểm quan trọng khác là báo cáo cho rằng các tiêu chuẩn thử nghiệm an toàn hiện hành đang chưa phản ánh đúng điều kiện thực tế. Ví dụ, nhiều quy chuẩn hiện chỉ thử cháy ở mức 0,3–0,7 MW/m², trong khi đám cháy hydrogen jet thực tế từ bồn lân cận có thể đạt tới 20 MW/m². Điều này khiến nhiều thiết kế đạt chuẩn phòng thử nghiệm nhưng chưa chắc an toàn trong sự cố thực địa. Hydrogen Europe Research kêu gọi sửa đổi các tiêu chuẩn như UN ECE GTR#13 để cập nhật các bài test sát thực tế hơn.
Về ứng dụng, công nghệ bồn tự thoát khí được đánh giá đặc biệt quan trọng đối với các lĩnh vực yêu cầu mật độ lưu trữ hydrogen cao nhưng không gian hạn chế như xe tải hạng nặng, tàu hỏa, tàu biển, hàng không, trạm tiếp hydrogen, hạ tầng ngầm và lưu trữ cố định công suất lớn. Nếu thương mại hóa thành công, đây có thể trở thành công nghệ nền tảng thúc đẩy triển khai hydrogen ở các phân khúc mà yêu cầu an toàn hiện đang là rào cản lớn nhất.
Tuy nhiên, công nghệ vẫn đang trong giai đoạn tiền thương mại. Báo cáo cho biết cần thêm 3–5 năm nghiên cứu với khoảng 9 triệu EUR đầu tư để giải quyết các thách thức còn lại như độ bền vật liệu composite, khả năng kiểm soát độ thấm hydrogen, độ ổn định của polymer liner, khả năng sản xuất hàng loạt và tiêu chuẩn hóa quy trình thử nghiệm.
Về dài hạn, nếu được chuẩn hóa và triển khai rộng rãi, bồn hydrogen tự thoát khí không nổ có thể trở thành một trong những bước tiến quan trọng nhất của ngành hydrogen trong thập kỷ này, tương tự vai trò của pin lithium iron phosphate trong việc nâng cao an toàn ngành pin EV trước đây.
