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山東清潔能源產(chǎn)業(yè)博覽會

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高壓氣態(tài)儲氫技術“壓力”大在哪?
來源: | 作者:山東清潔能源博覽會 | 發(fā)布時間: 2024-07-26 | 92 次瀏覽 | 分享到:

氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫氣的制造、儲存、運輸和應用,而高效、安全的氫能儲運技術,是氫能實現(xiàn)大規(guī)模應用的前提。


目前儲氫技術路線主要有高壓儲氫、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。


與液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫相比,高壓氣態(tài)儲氫具有設備結構簡單、能耗低、充放氫速度快、溫度適應范圍廣、受工作環(huán)境影響小等特點。


高壓氣態(tài)儲氫技術涉及到的主要儲氫設備為儲氣瓶。


高壓儲氫氣瓶主要分為四個類型:全金屬氣瓶(Ⅰ型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型)、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型)。


高壓氣態(tài)儲氫雖然得到廣泛應用,但也存在明顯缺點


1.質(zhì)量體積密度相比其他儲氫方法較小,儲氫效率不高。


2. 高壓儲存,安全性較差,容易產(chǎn)生爆炸風險。


氫氣的原子體積小,容易與儲氫容器的金屬產(chǎn)生反應,出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象,且由于高壓存儲,一旦發(fā)生氫氣泄漏,會造成爆炸等事故,在儲運過程的安全性上要求較高。


3. 對于儲氫瓶的材料、工藝要求高。

 

當前市場上所使用的四種儲氫瓶中,Ⅰ型、Ⅱ型重容比大,主要應用于加氫站儲氫和長管運輸拖車輸氫場景下。


Ⅲ型、Ⅳ型瓶因采用了纖維全纏繞結構,具有重容比小、單位質(zhì)量儲氫密度高、儲氫瓶質(zhì)量體積小等優(yōu)點,主要應用于氫燃料電池汽車。


不過,IV型瓶內(nèi)膽的成型工藝主要為注塑、吹塑和滾塑成型。雖然成本低、運用較廣泛,但良品率也較低,且必須配合后續(xù)的焊接工序。


4. 存儲密度提升困難。


目前國內(nèi)加氫站主要使用35MPa的壓力進行儲運,為了適應燃料電池汽車供氫系統(tǒng)壓力,需要向70MPa發(fā)展。


網(wǎng)絡公開資料顯示,氫能源汽車存儲5公斤的氫氣,在70MPa的壓力下,存儲系統(tǒng)的容量約為200升,是當今燃油汽車中汽油箱容量的3-4倍。


這一難點嚴重限制了車載儲氫瓶的發(fā)展。同時,70MPa以上的壓力對密度的提升存在邊際遞減的趨勢,且成本大幅增大。


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