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最成熟、最常用的储氢技术!

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氢能被称为人类的终极能源,氢储能更因为容量大、寿命长、规模大、储能密度高、布置灵活等,被业界认为是锂电池、钠电池等新型储能技术的重要补充手段。

不过,氢气能量密度是汽油的3倍,一旦发生危险,后果难以想象,但是氢气由于本身特性,容易和许多物质发生互学反应,且密度较小,容易散失,因此储氢是困扰行业人员的一个大问题。

现阶段,技术发展最为成熟的储氢技术是物理储氢。

物理储氢技术指改变氢气存储条件,提升氢气密度,从而存储氢气,优点是成本低、易放氢,主要有高压气态储氢和低压液化储氢两种方式。

目前,最成熟、最常用的储氢技术是高压气态储氢。

高压气态储氢,指在高压条件下,压缩氢气,将其存储为高密度气态形式。优点是成本低、能耗低、易脱氢等;缺点是储量小,且需要耐压容器,存在氢气泄漏、容器爆破等风险。

该技术难点是储氢密度容易受压力影响,压力越大,氢气质量密度越大,压力范围在30-40MPa时,氢气质量密度增长较快,当压力大于70MPa时,变化很小。

据悉,储氢罐的材质是决定压力的重要因素,储氢罐正常工作压力范围是35-70MPa,因此,行业正致力于改进储氢罐的材质,制造轻质、耐高压的储氢罐。

现在,高压气态储氢容器主要分为四种类型,纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维环向缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维全缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)。

III型瓶和IV型瓶重容比较小、单位质量储氢密度较高,可应用于氢燃料电池汽车。

在未来,低温液态储氢技术可有效补充高压气态储氢技术,最终实现两者协同发展。

低温液态储氢,指在低温、高压条件下,氢气可液化存储,体积密度可达到气态的845倍,实现氢气的高效率运输。

为了保证低温、高压条件,低温液态储氢技术除了对储氢罐的材质有要求,还需要装配严格的绝热方案和冷却设备。

此外,低温液态储氢技术现在还面临三个难点。

第一,为控制环境温度,储氢罐需要增加保温设备,可温度又对氢气密度有影响,如何控制温度在合适的范围呢?

第二,储氢过程中,氢气气化一般会造成1%左右的损失,如何减少这一损失?

第三,为保证低温环境,储存一定量的氢气,需要耗费相当于储氢能量30%左右的损失,如何降低这一损失?

低温液态储氢虽然还面临较多问题,但是它在大规模、长距离储存和运输上存在巨大优势,随着我国三项液氢国标的正式实施,以及相关技术的不断进步,成本的不断降低,低温液态储氢未来可期。

编辑:敬之

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