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我国氢储运技术现状

时间:2023-01-12 点击次数:73

氢能是能源转型升级的重要载体,是实现碳达峰碳中和的重要解决方案。氢气储运是连接氢气生产端和需求端的关键桥梁,低成本高效的氢气储运技术是实现氢气大规模应用的必要保障。

根据氢气的存储状态可将氢气储存方式分为常温高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢等。目前,常温高压气态储氢是当前我国相当成熟的储氢技术,占主导地位。低温液态储氢尚处起步阶段,是未来大规模用氢的良好解决方案。有机液态储氢处于技术研发阶段,是未来有发展潜力的氢气低价储运技术之一。固态储氢尚处示范阶段,具有实用化前景的是金属氢化物基储氢合金。


常温高压气态储氢是指将氢气压缩在储氢容器中,通过增压来提高氢气的容量,满足日常使用。这是一种应用广泛、灌装和使用操作简单的储氢方式,具有成本低、能耗低、充放速度快的特点。缺点是储氢密度低,安全性较差,只能适用于小规模、短距离的运输场景。


低温液态储氢属于物理储存,是一种深冷氢气存储技术。氢气经过压缩后,深冷到21K(约-253°C)以下,使之变为液氢,然后储存在专用的低温绝热液氢罐中,密度可达70.78kg/cm3,是标准情况下氢气密度的850倍左右,体积比容量大,适用于大规模、远距离的氢能储运。缺点是对储氢容器的绝热要求很高,液化和运输过程中能耗大。


有机液态储氢属于化学储存,利用有机液体(环己烷、甲基环己烷等)与氢气进行可逆加氢和脱氢反应,能够实现常温常压下氢气储运。这种储氢方式的优势在于储氢密度比较高、安全性高。缺点是需要配备相应的加氢脱氢装置,流程繁琐,效率较低,增加储氢成本,影响氢气纯度。


固态储氢是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体,通过化学吸附和物理吸附的方式实现储氢,具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势。缺点是成本高,放氢需要较高温度下进行。


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