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展望:儲氫技術的今天與明天

來源:新能源網(wǎng)
時間:2020-04-30 12:17:31
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展望:儲氫技術的今天與明天  未來氫能源面臨的主要挑戰(zhàn)之一是需要開發(fā)緊湊、可靠、安全、經濟的儲氫技術。  就重量而言,氫燃料是能量密度最高的材料之一。然而,就體積而言,它的密度明顯

  未來氫能源面臨的主要挑戰(zhàn)之一是需要開發(fā)緊湊、可靠、安全、經濟的儲氫技術。

  就重量而言,氫燃料是能量密度最高的材料之一。然而,就體積而言,它的密度明顯低于柴油。氫通常儲存在700倍大氣壓下。在這個壓力下,氫燃料的能量密度仍然只是柴油的3-4倍。因此,找到更緊湊的方法來儲存氫燃料是問題的關鍵。

  目前流行的方法

  第一代燃料電池汽車使用的一種簡單的儲氫方法:就是把氫放在一個專門的容器里。具體來說,700bar IV型壓力容器,其塑料內襯由昂貴的碳纖維復合材料包裹,以支持其高強度。然而,碳纖維是昂貴的,每公斤成本是鋼鐵的10倍以上。目前,研究人員正在尋找降低碳纖維成本的方法,或者設計出一種更便宜但符合碳纖維用途的全新材料。

  開發(fā)中的新方法

  新的儲氫方法也正在開發(fā)中。在所有可能的儲存氫的方法中,大多數(shù)都可分為兩類:以低溫為基礎的,或以材料為基礎的。

  低溫存儲利用了氣體在較低溫度下密度更大這一特性,即使在壓力不變的情況下。目前,研究人員正在尋找設計更好的絕緣系統(tǒng)的方法,以及研究不同的材料對超低溫的反應。

  以材料為基礎的儲存意味著將氫與另一種物質進行化學結合,使氫能夠在較低的壓力下密集儲存。其中一種方法利用了阿伏伽德羅假說,該假說認為,在相同的壓強、溫度和體積下,所有的氣體都包含相同數(shù)量的分子。一個氫分子,H2,包含兩個氫原子。因此,任何含有3個或3個以上氫原子的物質將會更致密(如氨、NH3)?;诓牧系钠渌问降拇鎯夹g一般是氫與其他元素鍵合以形成固體,被稱為固態(tài)儲氫。對于所有基于材料的存儲,成本是目前主要的障礙。然而,開發(fā)能夠在需要時快速釋放氫氣的材料,對于基于材料的存儲也是至關重要的。

  氫的生產和消耗只是問題的一部分,開發(fā)更好的存儲方法是另一個關鍵步驟。

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