您的位置:首页>科技园地 >

(氢气固态)解决固态储氢储存和运输问题,可多领域发挥重要作用

今天由科技日报带来“解决固态储氢储存和运输问题,可多领域发挥重要作用”。

在充电盛行的时代,谁能想到,装上2个小巧的氢气罐,电动自行车就能够行驶120公里。氢气用完也不用担心,街头巷尾的便利店就能购买更换。就算氢气罐破损也没有危险,罐子里倒出来的全是合金粉末……这并不是什么科幻片里的场景,在2021第二十届中国北方国际自行车电动车展览上,就展示了两款采用氢能源作为发电系统的样车。近几年来,以固态储氢为能源供应的卡车、冷藏车、大巴车、备用电源等在我国相继问世。部分虽还是试验阶段,仍在氢能源圈内引发大量关注。固态储氢改变氢气高密度储存和安全应用两个难题,究竟是如何实现的?氢气的储运难题一旦获得解决,氢能源将在哪些领域发挥作用?存储和运输问题影响了氢能利用化学元素氢(H),在元素周期表中位列第一,是所有原子中最小的。但这个无色无味的“小家伙”却是宇宙中最常见的元素,氢及其同位素占到了太阳总质量的84%,宇宙质量的75%都是氢。当前,我国正面临着能源安全和碳排放两大挑战,在碳中和、碳达峰的目标下,必须调整当前过度依赖化石能源的能源结构,而将氢能纳入整个能源体系中,有助于改善我国的高碳能源结构,保障能源安全。但是,从人类认识到氢气可以燃烧至今,已经过去200多年,氢能的高效利用进程仍然缓慢。目前,氢气的储存和运输主要分为三种方式:气态、液态和固态。气态储氢较为常见,可分为低压和高压两种。过去,街头巷尾卖气球的小贩,会载着一个大钢瓶,这就是低压储氢罐。而高压气态储氢最高气压可达70兆帕,目前我国常见的高压储氢气压也达到35兆帕,其对压力容器有着极高要求,目前高压储氢罐采用碳纤维制造,成本极高且要消耗较大的能源进行压缩。氢气在一定的低温下,以液态形式存在。因此,可以将氢气压缩、冷却实现液态储存。常温、常压下液氢的密度为气态氢的845倍,但低温液态储氢不经济。氢气液化要消耗较大的冷却能量,而且必须使用超低温特殊容器,目前仅在储存空间有限的场合使用,如火箭发动机等。与化石能源或电力等其他非化石能源相比,氢能由于尚未很好地解决储运问题,所以一直处尴尬境地。因此,开发新型高效的储氢材料、安全的储氢技术对氢能的开发利用至关重要。含镁固态储氢系统成本接近锂电池固态储氢材料需要储氢材料,金属合金是主要的储氢材料。储氢合金一般由两部分组成,一部分为吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素,它控制着储氢量的多少,是组成储氢合金的关键元素,主要包括钛、镁等。另一部分是氢吸收少或根本不吸氢的元素,常见的有铁、镍等。这些合金材料与氢气在低温的条件下发生化学反应,氢气在其表面分解为氢原子。该合金具有大量微小的晶格,其中氢原子扩散到空隙中,形成氢化物。想要把氢原子“释放”出来也很简单,只需施加一定热量,储氢材料就可以析出氢气。近年来,世界各国成熟的储氢材料已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用,一家德国公司甚至在燃料电池潜艇中使用了固态储氢系统。氢气变身“固态油箱”或改变未来能源格局未来,储存和运输的问题解决。氢能的应用不仅是备受关注的燃料电池汽车,还包括氢能发电、工业应用及建筑应用等,既可作为楼宇热电联产电源、微网可靠供电、移动基站备用电源,又可与数字化技术结合,让以固态储氢为氢源的氢燃料电池动力系统在无人驾驶、军用单兵、深海装备等诸多领域发挥重要作用。

版权声明

再生资源信息网部分新闻资讯、展示的图片素材等内容均来自互联网(部分报媒/平媒内容转载自网络合作媒体),仅供学习交流。本文的知识产权归属用户或原始著作权人所有。如有侵犯您的版权,请联系我们 一经核实,立即删除。并对发布账号进行封禁。


本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。