氢能被称为人类的终极能源。氢储能因其容量大、寿命长、规模大、储能密度高、布局灵活而被业界视为锂电池、钠电池等新型储能技术的重要补充手段。
然而,氢的能量密度是汽油的三倍。一旦发生危险,后果是不可想象的。然而,由于其自身的特点,氢容易与许多物质发生互学反应,密度小,容易丢失。因此,储氢是困扰行业人员的一个大问题。
现阶段,最成熟的储氢技术是物理储氢。
物理储氢技术是指改变氢的储存条件,提高氢的密度,从而储存氢。其优点是成本低,容易放氢,主要包括高压气体储氢和低压液化储氢。
目前,最成熟、最常用的储氢技术是高压气态储氢。
高压气体储氢是指在高压条件下将压缩氢储存在高密度气体中。其优点是成本低、能耗低、易脱氢等。缺点是储量小,需要耐压容器,存在氢泄漏、容器爆炸等风险。
储氢密度容易受压力影响,压力越大,氢气质量密度越大,压力范围为30-40MPa当压力大于70时,氢气质量密度迅速增加MPa时间,变化很小。
储氢罐的材料是决定压力的重要因素,储氢罐的正常工作压力范围为35-70MPa,因此,该行业致力于改进储氢罐的材料,制造轻质、耐高压的储氢罐。
目前,高压气态储氢容器主要分为四种类型:纯钢金属瓶(I型),钢制内胆纤维环绕缠绕瓶(II铝内胆纤维全缠绕瓶型)(III塑料内胆纤维缠绕瓶型)(IV型)。
III氢燃料电池汽车可用于型瓶和IV型瓶重容小,单位质量储氢密度高。
未来,低温液态储氢技术可以有效补充高压气态储氢技术,最终实现两者的协调发展。
低温液体储氢是指在低温、高压条件下,氢气可以液化储存,体积密度可以达到气体的845倍,实现氢气的高效运输。
为保证低温、高压条件,低温液体储氢技术不仅需要储氢罐的材料,还需要组装严格的保温方案和冷却设备。
此外,低温液体储氢技术仍面临三个困难。
首先,为了控制环境温度,储氢罐需要增加保温设备,但温度对氢气密度有影响。如何在适当的范围内控制温度?
二是储氢过程中,氢气气化一般会造成1%左右的损失。如何减少这种损失?
第三,为了保证低温环境,储存一定量的氢气,需要消耗约30%的氢气储存能量损失。如何减少这种损失?
虽然低温液体储氢仍面临许多问题,但它在大规模、长途储运方面具有巨大的优势。随着我国三项液氢国家标准的正式实施和相关技术的不断进步,低温液体储氢的成本不断降低。
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