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在氫能源的應(yīng)用范圍在逐漸增加的今天,氫能源的儲存和運輸都成為了氫能源應(yīng)用的重點,今天為大家介紹一下現(xiàn)有的幾種儲氫技術(shù)的優(yōu)缺點。
要想高效率穩(wěn)定的存儲氫,就要使得同樣的存儲空間裝下更多的氫,也就是要高密度存儲氫,并且要保證存儲過程中的穩(wěn)定與安全。然而,氫是所有元素中最輕的,其在常溫常壓下為氣態(tài),密度只有水的萬分之一,因此高密度儲存氫的難度非常大。當(dāng)前,氫能的存儲方式主要有低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫、金屬氫化物儲氫和有機液態(tài)儲氫等,這幾種儲氫方式有各自的優(yōu)點和缺點。
從各種儲氫技術(shù)目前應(yīng)用情況來,其均已在車載中有應(yīng)用,但是中國的技術(shù)水平與國外還存在一定的差距:①國外乘用車已經(jīng)開始使用質(zhì)量更輕、成本更低、質(zhì)量儲氫密度更高的IV型瓶,而中國IV型瓶還處于研發(fā)階段,成熟的產(chǎn)品只有35 MPa和70 MPa的III型瓶,其中70 MPa的III型瓶在乘用車樣車上應(yīng)用。②中國制造的III型瓶的主要原材料碳纖維仍依賴進口。由于中國研發(fā)起步晚、原材料性能差等原因,中國生產(chǎn)的碳纖維還不能滿足車用氫瓶的要求,主要依賴進口。③國外液氫儲罐已在汽車上應(yīng)用,而中國還未實現(xiàn)。通用汽車、福特汽車、寶馬汽車等都推出使用車載液氫儲罐供氫的概念車,但中國可以自行生產(chǎn)液氫,但尚未將其應(yīng)用于車載氫系統(tǒng)。
各種儲氫技術(shù)各有優(yōu)缺點。從技術(shù)成熟方面分析,高壓氣態(tài)儲氫最成熟、成本最低,是現(xiàn)階段主要應(yīng)用的儲氫技術(shù),在汽車行駛里程、行駛速度及加注時間等方面均能與柴汽油車相媲美,但如果對氫燃料電池汽車有更高要求時,該技術(shù)不再適合。從質(zhì)量儲氫密度分析,液態(tài)儲氫、有機液體儲氫質(zhì)量儲氫密度最高,能達(dá)到DOE要求的目標(biāo),但兩種技術(shù)均存在成本高等問題,且操作、安全性等較之氣態(tài)儲氫要差。從成本方面分析,液態(tài)儲氫、金屬氫化物儲氫及有機液體儲氫成本均較高,不適合目前小批量化推廣。
車載儲氫技術(shù)取得了快速發(fā)展,高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、高壓低溫液態(tài)儲氫、固體金屬儲氫及有機物儲氫已在車載儲氫中有應(yīng)用案例,其中氣態(tài)儲氫技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。但車載儲氫技術(shù)仍存在著一些不足,如質(zhì)量儲氫密度低、成本高等問題,還沒有完全達(dá)到DOE 對車載儲氫系統(tǒng)提出的要求。儲氫技術(shù)還要繼續(xù)會向著DOE目標(biāo)發(fā)展。同時,還需不斷探索開發(fā)新的儲氫技術(shù),如碳納米管、石墨烯、有機骨架材料(MOFs)等納米材料儲氫。隨著不斷的深入研究,車載儲氫技術(shù)將會向高水平、低成本方向等發(fā)展,為新能源汽車領(lǐng)域開拓新的局面,為全球的低碳經(jīng)濟做出貢獻(xiàn)。
隨著車載儲氫技術(shù)的不斷發(fā)展,氫能源的存儲運輸成本也將降低,能夠增加氫能源的應(yīng)用,促進氫能源行業(yè)的發(fā)展。
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