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展望:储氢技术的今天和明天

发布日期:2020-05-18 12:42来源:未知

展望:储氢技术的今天与明天

氢能未来面临的主要挑战之一是需要开发紧凑、可靠、安全和经济的储氢技术。

就重量而言,氢燃料是能量密度最高的材料之一。然而,就体积而言,其密度明显低于柴油。氢气通常储存在700倍大气压下。在这个压力下,氢燃料的能量密度仍然只有柴油的3-4倍。然而,找到一种更紧凑的方式来储存氢燃料是问题的关键。

  今朝风行的方式

第一代燃料电池汽车使用了一种简单的储氢方法:将氢气放入一个特殊的容器中。具体来说,700巴四号压力容器的塑料衬里由昂贵的碳纤维复合材料包裹,以支撑其高强度。然而,碳纤维很贵,每公斤的成本是钢的10倍以上。目前,研究人员正在寻找降低碳纤维成本的方法,或者设计一种更便宜但适合碳纤维使用的新材料。

  开发中的新方式

新的储氢方法也正在开发中。在所有可能的储氢方式中,大多数可以分为两种:一种是以低温为根,另一种是以材料为根。

低温储存利用了较低温度下较高密度的气体,即使在恒定压力下也是如此。目前,研究人员正在寻找设计更好的隔热系统的方法,并研究不同材料对超低温的反应。

基于材料的储存意味着将氢与另一种物质化学连接起来,这样氢就可以在较低的压力下集中储存。做到这一点的一种方法是运用阿伏伽德罗假说,该假说认为,在压力、温度和通讯量的作用下,所有气体都包含有一定数量的分子进行通讯。一个氢分子,H2,包含两个氢原子。因此,任何含有3个或更多氢原子的物质都会更致密(如氨和NH3)。基于材料的其他形式的储存技术通常是与其他元素氢键结合形成固体,称为固体储氢。对于所有基于材料的存储,成本是当今的主要障碍。然而,开发能够在需要时快速释放氢的材料对于基于材料的储存也是至关重要的。

氢气的生产和消耗只是问题的一部分。开发更好的存储方法是另一个关键步骤。

(原件:燃料电池工程,中国新能源网综合)

(责任编辑:admin)
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