資訊頻道
下載手機(jī)APP
當(dāng)前位置: 首頁 ? 資訊頻道 ? 行業(yè)資訊 ? 正文

固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)讓氫能“叫好又叫座”

來源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:5047
|
|
|
     200多年前,英國化學(xué)家卡文迪許發(fā)現(xiàn)了氫氣。當(dāng)時(shí)人們就發(fā)現(xiàn)氫是一種能量密度很高的清潔可再生動(dòng)力,但其特別性質(zhì)導(dǎo)致難以常溫常壓貯存,泄漏后有爆破危險(xiǎn),安全儲(chǔ)運(yùn)方法的缺少使氫能運(yùn)用叫好不叫座。

    最近,儲(chǔ)氫方法有了新的打破。一種以固態(tài)儲(chǔ)氫為氫源的助力和全電二輪車在江蘇研制成功,其安全高效的儲(chǔ)氫手法破解儲(chǔ)運(yùn)和運(yùn)用難題,在工業(yè)、交通范疇發(fā)揮重要作用;一旦處理推廣難題,固態(tài)儲(chǔ)氫將在未來動(dòng)力格局中扮演重要角色。

    氫能儲(chǔ)運(yùn)

    面對(duì)安全和本錢應(yīng)戰(zhàn)

    化學(xué)元素氫,其原子在元素周期表中最小,也是最輕的元素。它無色無味,在世界中含量最多,大約占據(jù)世界質(zhì)量的75%。

    “咱們現(xiàn)在所運(yùn)用的動(dòng)力都與碳有關(guān),但氫能在未來將占據(jù)無足輕重的地位。”江蘇省工業(yè)技能研究院集萃先進(jìn)動(dòng)力資料與運(yùn)用技能研究所所長周少雄博士告知《科技周刊》記者,氫在地球自然界中分布很廣,它能夠由水制取,也能夠經(jīng)過太陽能、風(fēng)能等可再生動(dòng)力取得,被認(rèn)為是理想的動(dòng)力或動(dòng)力載體。

    當(dāng)前,我國正面對(duì)動(dòng)力安全和碳排放兩大應(yīng)戰(zhàn),動(dòng)力結(jié)構(gòu)亟待向低碳、清潔、智能化的方向轉(zhuǎn)型。氫能除了運(yùn)用于燃料電池轎車,還可運(yùn)用于發(fā)電、工業(yè)及其修建等范疇,因而,將氫能納入我國整個(gè)動(dòng)力體系備受重視。

    “氫能的運(yùn)用包括制備、儲(chǔ)運(yùn)、運(yùn)用3個(gè)環(huán)節(jié),第一步和第三步都處理了,而第二步安全儲(chǔ)運(yùn)是氫能運(yùn)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”周少雄介紹說,氫通常以氣態(tài)形式存在,且易燃、易爆、易渙散,這就給氫的安全貯存和運(yùn)送帶來了很大的困難。

    現(xiàn)在,氫氣的儲(chǔ)運(yùn)主要分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)3種方法。氣態(tài)儲(chǔ)氫較為常見,可分為低壓和高壓兩種。在商業(yè)區(qū)賣氣球的小販,會(huì)隨身帶著一個(gè)鋼瓶,這就是低壓儲(chǔ)氫罐。而我國常見的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫氣壓到達(dá)35兆帕,這就對(duì)壓力容器提出了極高要求,現(xiàn)在高壓儲(chǔ)氫罐采用碳纖維制造,本錢極高且要耗費(fèi)較大的動(dòng)力進(jìn)行緊縮。

    “當(dāng)然,氫氣也能夠以液態(tài)方法存在,可將氫氣緊縮冷卻完成液態(tài)貯存,但本錢巨大,要耗費(fèi)很多的能量,運(yùn)用特別的容器,只要在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等不計(jì)本錢的場(chǎng)景中運(yùn)用。”周少雄表明,氫能發(fā)現(xiàn)至今叫好不叫座的原因在于運(yùn)送本錢的考量,因而開發(fā)新型低壓高效的儲(chǔ)氫技能至關(guān)重要,他們發(fā)現(xiàn),發(fā)展固態(tài)儲(chǔ)氫技能是一條“陽關(guān)大道”。

    合金資料打破

    引發(fā)儲(chǔ)氫技能變革

    “固態(tài)儲(chǔ)氫相對(duì)于高壓氣態(tài)和液態(tài)儲(chǔ)氫,具有體儲(chǔ)蓄氫密度高、工作壓力低、安全功能好等優(yōu)勢(shì)。”周少雄介紹,固態(tài)儲(chǔ)氫是未來高密度貯存和安全氫能運(yùn)用的發(fā)展方向。固態(tài)貯存需求用到儲(chǔ)氫資料,現(xiàn)在技能較為老練的儲(chǔ)氫資料主要是金屬合金。

    金屬合金和儲(chǔ)氫有啥聯(lián)系?在先進(jìn)動(dòng)力資料與運(yùn)用技能研究所,記者看到一輛電動(dòng)自行車。這輛自行車沒有電瓶,但身上有兩個(gè)小巧的氫氣罐,里面裝滿了合金粉末,即便管子破損也不會(huì)產(chǎn)生高壓,2個(gè)小罐儲(chǔ)藏的氫能能供自行車行進(jìn)120公里,氫氣用完后更換氫氣罐即可。

    “某些金屬或合金與氫反應(yīng)后以金屬氫化物形式吸氫,生成的金屬氫化物加熱后開釋出氫氣,咱們運(yùn)用這一特性有效儲(chǔ)氫。”周少雄解說說,儲(chǔ)氫合金一般由兩部分組成,一部分為吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和力的元素,它操控著儲(chǔ)氫量的多少,是組成儲(chǔ)氫合金的關(guān)鍵元素,主要包括鈦、鎂等;另一部分是吸氫量小或根本不吸氫的元素,常見的有鐵、鎳等。

    這些合金資料與氫氣在低溫的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),氫氣在其表面分解為氫原子。合金資料內(nèi)部有很多細(xì)微的晶格,氫原子渙散進(jìn)入到晶格內(nèi)部空地中,構(gòu)成金屬氫化物。想要把氫原子“開釋”出來也很簡(jiǎn)單,只需施加必定熱量,儲(chǔ)氫資料就能夠分出氫氣。

    周少雄告知記者,現(xiàn)在他們開發(fā)的低溫固態(tài)儲(chǔ)氫資料能夠存儲(chǔ)其體積上百倍的氫氣,因而其儲(chǔ)氫密度比液氫還高。這些合金資料功能十分穩(wěn)定,不會(huì)燃燒爆破,可逆性好,重復(fù)運(yùn)用不低于5000次,其歸納本錢已迫臨鋰電池。

    近年來,世界各國在固態(tài)儲(chǔ)氫運(yùn)用和新型儲(chǔ)氫資料的研制上取得了許多發(fā)展,老練的儲(chǔ)氫資料已在熱電聯(lián)供、儲(chǔ)能、車載燃料電池氫源體系等多個(gè)范疇得到運(yùn)用,德國一家公司乃至將固態(tài)儲(chǔ)氫體系用于燃料電池潛艇中。周少雄介紹,研究所最新研制的含鎂儲(chǔ)氫資料,貯存容量可達(dá)每立方米110千克,遠(yuǎn)超美國動(dòng)力局提出的儲(chǔ)氫“終極目標(biāo)”,在國際上搶先。

    不過,他也坦言,制約固態(tài)儲(chǔ)氫技能運(yùn)用的一點(diǎn)是放氫溫度要求過高,需求到達(dá)250℃以上。為處理固態(tài)儲(chǔ)氫需求高溫環(huán)境的問題,現(xiàn)在,國內(nèi)外專家學(xué)者正經(jīng)過各種方法來調(diào)控其熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和循環(huán)壽命功能,嘗試添加催化劑,下降其氫能充放過程中所需的環(huán)境溫度,希望能夠提前完成商用。

    固態(tài)儲(chǔ)氫罐

    或?qū)⑾窀呻姵叵嗤S處可見

    氫能運(yùn)用問題的中心在于本錢最優(yōu),那么固態(tài)儲(chǔ)氫是否在本錢上有優(yōu)勢(shì)呢?周少雄解說,低溫固態(tài)儲(chǔ)氫資料技能老練,本錢可控,整套設(shè)備悉數(shù)完成國產(chǎn)化,無需政府補(bǔ)助也能夠完成商業(yè)化運(yùn)用。

    以研究所開發(fā)的固態(tài)儲(chǔ)氫為氫源的百瓦級(jí)氫燃料電池發(fā)電體系為例,只需55克氫氣就能驅(qū)動(dòng)自行車行進(jìn)80公里,而這55克氫氣就貯存在一個(gè)一般礦泉水瓶大小的罐子里,儲(chǔ)氫壓力僅相當(dāng)于一般氣球。

    現(xiàn)在固態(tài)儲(chǔ)氫資料特別是鎂基儲(chǔ)氫合金,因?yàn)榫哂懈叩馁|(zhì)量,儲(chǔ)氫密度適合于氫儲(chǔ)運(yùn),為固態(tài)儲(chǔ)氫技能處理高安全經(jīng)濟(jì)的“儲(chǔ)運(yùn)”和“為防止‘儲(chǔ)用’卡脖子供給了優(yōu)選計(jì)劃”。周少雄表明,但鎂基儲(chǔ)氫合金放氫溫度高,需求處理熱源問題,我國“十四五”期間經(jīng)過科技攻關(guān),預(yù)期能夠完成固態(tài)儲(chǔ)氫技能在氫儲(chǔ)運(yùn)方面的運(yùn)用。別的,固態(tài)儲(chǔ)氫能夠?qū)o散的工業(yè)副產(chǎn)氫簡(jiǎn)潔、安全、低本錢地儲(chǔ)集起來,節(jié)省了高昂的運(yùn)送費(fèi)用和工業(yè)副產(chǎn)氫的運(yùn)用率。

    周少雄表明,固態(tài)儲(chǔ)氫即儲(chǔ)氫合金技能運(yùn)用很廣,如電化學(xué)儲(chǔ)氫、儲(chǔ)氫設(shè)備、氫緊縮機(jī)、熱管理、氫別離、純化、催化、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等方面,大家熟知的就是作為燃料電池的氫源。

    在工業(yè)方面,氫冶金對(duì)于氫的用量方面十分大,在交通范疇方面,隨著燃料電池技能的打破及國產(chǎn)化,會(huì)在轎車、船舶、軌道交通、叉車、摩托車、自行車完成工業(yè)化,走向千家萬戶。

    《科技周刊》記者了解到,現(xiàn)在,我國固態(tài)儲(chǔ)氫運(yùn)用已取得了較大發(fā)展。固態(tài)車儲(chǔ)氫體系已成功運(yùn)用于燃料電池客車中,不需高壓加氫站,15分鐘左右即可充溢氫,已累計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)1.5萬公里。在重卡車范疇本年開宣布一臺(tái)4.5噸固態(tài)儲(chǔ)氫燃料電池冷藏車,作為通訊基站備用電源,可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)以上。

    周少雄大膽預(yù)言:“固態(tài)儲(chǔ)氫罐能夠做成像干電池相同的產(chǎn)品,未來可在便利店或超市隨處購買,也能夠?qū)⑦\(yùn)用完的氫動(dòng)力空瓶放置存儲(chǔ)箱,由快遞員每日更換。”在他看來,固態(tài)儲(chǔ)氫技能推廣后,氫能的運(yùn)用不局限在燃料電池轎車,還包括氫能發(fā)電、工業(yè)運(yùn)用及修建運(yùn)用等,還能夠與數(shù)字化技能結(jié)合,讓以固態(tài)儲(chǔ)氫為氫源的氫燃料電池動(dòng)力體系在無人駕駛、深海配備等許多范疇發(fā)揮重要作用。來歷:新華日?qǐng)?bào)

    標(biāo)簽:

    固態(tài)儲(chǔ)氫技能 氫能

    (免費(fèi)聲明:

    1、本網(wǎng)站中的文章(包括轉(zhuǎn)貼文章)的版權(quán)僅歸原作者一切,若作者有版權(quán)聲明的或文章從其它網(wǎng)站轉(zhuǎn)載而順便有原一切站的版權(quán)聲明者,其版權(quán)歸屬以順便聲明為準(zhǔn)。

    2、本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載于網(wǎng)絡(luò)的資訊內(nèi)容及文章,咱們會(huì)盡或許注明出處,但不排除來歷不明的情況。如果您覺得侵犯了您的權(quán)益,請(qǐng)通知咱們更正。若未聲明,則視為默許。由此而導(dǎo)致的任何法律爭(zhēng)議和后果,本站不承擔(dān)任何責(zé)任。

    3、本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的資訊內(nèi)容,僅代表作者自己的觀念,與本網(wǎng)站立場(chǎng)無關(guān)。

    4、如有問題可聯(lián)系導(dǎo)航網(wǎng)編輯部,電話:010-88376188,電子郵件:bianjibu@okcis.cn)

文中內(nèi)容、圖片均來源于網(wǎng)絡(luò),如有版權(quán)問題請(qǐng)聯(lián)系本站刪除!
?

移動(dòng)版:固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)讓氫能“叫好又叫座”

相關(guān)信息

  • 中東和北非地區(qū)到2030年低碳能源項(xiàng)目?jī)r(jià)值2570億
  •   據(jù)Zawya網(wǎng)站12月23日?qǐng)?bào)道,APRICORP的最新報(bào)告顯現(xiàn),中東和北非區(qū)域的低碳動(dòng)力職業(yè)正在加速項(xiàng)目活動(dòng),到2030年項(xiàng)目?jī)r(jià)值將達(dá)到2570億美元。?這些職業(yè)包含可再生動(dòng)力(太陽能光伏、風(fēng)能、...[詳情]
  • 亞行向越南提供貸款 支持發(fā)展風(fēng)力發(fā)電
  •   越通社河內(nèi)12月21日?qǐng)?bào)導(dǎo),亞洲開發(fā)銀行與BIM風(fēng)電股份公司簽署了總額為1.07億美元的借款協(xié)議,旨在支撐越南寧順省一座88兆瓦的風(fēng)電場(chǎng)投入商業(yè)運(yùn)營。該風(fēng)電場(chǎng)投產(chǎn)后每年能夠削減二氧化碳的...[詳情]
  • 與越南北寧牽手,南寧再添一座國際友城
  •   12月21日上午,南寧至河內(nèi)經(jīng)濟(jì)走廊友愛溝通協(xié)作代表團(tuán)拜訪越南期間,在越南北寧市舉行南寧北寧建立友愛城市聯(lián)系意向書簽署典禮,南寧與北寧成功簽署建立友愛城市聯(lián)系意向書。?南寧市與...[詳情]