Para enfrentar as dificuldades de controle de fluxo e desajuste de pressão nos reatores tradicionais de armazenamento composto sólido-gás de hidrogênio, propõe-se uma nova estrutura de reator que integra o efeito de ejeção Venturi, construindo um modelo numérico acoplado multifísico para estudar o impacto dos parâmetros da estrutura do bocal e das condições operacionais-chave no desempenho de liberação de hidrogênio, comparando com métodos de armazenamento únicos. Os resultados indicam um impacto não linear significativo dos parâmetros geométricos do bocal no desempenho da ejeção, no qual bocais com comprimento entre 9 e 13 mm e diâmetro de cerca de 0,4 mm alcançam um equilíbrio ideal entre estabilidade e eficiência de ejeção. O aumento da pressão de entrada de hidrogênio em alta pressão eleva o fluxo instantâneo, mas reduz a taxa de ejeção; o aumento da contrapressão de saída auxilia no aumento da taxa de ejeção, mas inibe a capacidade do jato de gás e a velocidade de resposta dinâmica; o aumento da temperatura de gerenciamento térmico da unidade de armazenamento sólido pode acelerar a taxa inicial de liberação de hidrogênio, mas tem impacto limitado nas fases posteriores. Na condição de razão sólido-gás de 1:1, esta solução composta de armazenamento de hidrogênio reduz o volume em aproximadamente 34,4% em comparação com o armazenamento gasoso a 20 MPa, diminuindo o consumo de energia de compressão em cerca de 41,7%; em comparação com o armazenamento sólido único, o consumo de energia para gerenciamento térmico diminui cerca de 50%, mostrando uma vantagem sinérgica significativa em eficiência energética. O estudo fornece base teórica e orientações de engenharia para a otimização estrutural e estratégias operacionais do reator de armazenamento composto sólido-gás de hidrogênio.

Armazenamento composto sólido-gás de hidrogênio; efeito de ejeção Venturi; desempenho de liberação de hidrogênio; otimização estrutural; simulação numérica