Frente a las dificultades de regulación del flujo y la descoordinación de presión en los reactores tradicionales de almacenamiento mixto sólido-gas de hidrógeno, se propone una nueva estructura de reactor que incorpora el efecto de eyección de Venturi. Se construyó un modelo numérico de acoplamiento multifísico para estudiar el impacto de los parámetros de la boquilla y las condiciones operativas clave en el rendimiento de liberación de hidrógeno, realizando un análisis comparativo con métodos de almacenamiento únicos. Los resultados muestran un efecto no lineal significativo de los parámetros geométricos de la boquilla sobre el rendimiento de eyección, con una boquilla de 9 a 13 mm de longitud y aproximadamente 0,4 mm de diámetro que logra un equilibrio óptimo entre estabilidad y eficiencia de eyección. El aumento de la presión de entrada de hidrógeno a alta presión mejora el caudal instantáneo pero reduce la tasa de eyección; el aumento de la contrapresión de salida ayuda a aumentar la tasa de eyección pero inhibe la capacidad del chorro y la velocidad de respuesta dinámica; aumentar la temperatura de gestión térmica de la unidad sólida de almacenamiento acelera la tasa inicial de liberación de hidrógeno pero tiene un impacto limitado en las etapas media y tardía. En una proporción sólido-gas de 1:1, esta solución compuesta reduce el volumen en aproximadamente un 34,4 % en comparación con el almacenamiento gaseoso a 20 MPa y disminuye aproximadamente un 41,7 % el consumo de energía de compresión; en comparación con el almacenamiento solo sólido, el consumo de energía de gestión térmica se reduce en aproximadamente un 50 %, mostrando ventajas sinérgicas significativas en eficiencia energética. Este estudio proporciona una base teórica y orientación de ingeniería para la optimización estructural y estrategias operativas del reactor de almacenamiento de hidrógeno sólido-gas compuesto.

Almacenamiento compuesto sólido-gas de hidrógeno; efecto de eyección de Venturi; rendimiento de liberación de hidrógeno; optimización estructural; simulación numérica