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氫能是世界公認(rèn)的真正實(shí)現(xiàn)零污染、零排放的清潔能源，是目前最發(fā)達(dá)的能源之一。中國(guó)正在加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，利用好相關(guān)政策和政府支持，開辟了廣闊的發(fā)展前景，也帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲(chǔ)氫、制氫和氫能的開發(fā)和應(yīng)用。
目前全球儲(chǔ)氫技術(shù)主要有以下四種路徑:
(1)高壓氣體儲(chǔ)氫
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫密度為1.0% ~ 5.7%，在高溫下使氫氣收縮，以高密度壓力的形式儲(chǔ)存氣體。其優(yōu)點(diǎn)是成本低、技術(shù)成熟、充放氫快、能耗低、脫氧容易、工作條件廣。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)密度低、體積小、泄漏和爆炸等安全隱患。在中國(guó)最常用的是高壓氣體儲(chǔ)存。
(2)低溫液氫儲(chǔ)存
氫在低溫液體中的儲(chǔ)存密度為5.7% ~ 10%，是液化氫在高壓低溫氣態(tài)體積密度的845倍，實(shí)現(xiàn)了高效儲(chǔ)氫。其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫體積密度高，液氫純度高，輸送效率高于氣態(tài)氫。缺點(diǎn)是液化過程消耗大量能源，揮發(fā)性強(qiáng)，成本高。在我國(guó)，低溫液氫儲(chǔ)存主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域，適用于超高功率商用車輛。
(3)固態(tài)儲(chǔ)氫
氫氣的固態(tài)儲(chǔ)存密度為1.0%-4.5%，氫氣是通過固體或化學(xué)反應(yīng)對(duì)氫氣進(jìn)行物理吸收和吸附而儲(chǔ)存在固體物質(zhì)中，不需要壓縮和凍結(jié)。其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存密度高，操作安全方便，不需要經(jīng)過高壓容器，具有自凈功能，純度高。缺點(diǎn)是成本高，吸氫溫度要求高，抗雜質(zhì)氣體能力差。目前中國(guó)還沒有固體存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)，這是未來發(fā)展的方向。
(4)有機(jī)液氫儲(chǔ)存
有機(jī)液體的儲(chǔ)氫密度為5.0% ~ 7.2%，是不飽和液態(tài)有機(jī)物在催化劑作用下的氧化反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物，在需要氧氣時(shí)進(jìn)行脫氧反應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫密度高，可循環(huán)利用，成本低，安全性高。缺點(diǎn)是氫氣純度不高，產(chǎn)生雜質(zhì)氣體，催化劑容易失活。在我國(guó)，主要用于傳統(tǒng)石油設(shè)施的灌裝和運(yùn)輸。
為了實(shí)現(xiàn)氫能的廣泛應(yīng)用，研究開發(fā)高效、低成本、低能耗的儲(chǔ)氫技術(shù)是關(guān)鍵。目前常用的儲(chǔ)氫技術(shù)有物理儲(chǔ)氫、化學(xué)儲(chǔ)氫和其他儲(chǔ)氫技術(shù)。物理儲(chǔ)氫具有成本低、氫氣易放電、氣體濃度高的優(yōu)點(diǎn)，但其儲(chǔ)氫條件苛刻、安全性差，對(duì)儲(chǔ)罐材料要求高。化學(xué)儲(chǔ)氫是通過生成穩(wěn)定的化合物來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫。雖然它是安全的，但很難釋放氫，獲得高純度的氫。庀吸附儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫可以避免低物理儲(chǔ)氫的安全問題的兔子在某種程度上,但它也有問題,如化學(xué)儲(chǔ)氫和氫的解吸,儲(chǔ)氫的低密度,相對(duì)較高的成本。水合物儲(chǔ)氫具有易脫氫、成本低、能耗低的特點(diǎn)，但其儲(chǔ)氫密度低。
