因為氫能源能量密度比汽油高三倍,加注速度與汽油相當(dāng),用于驅(qū)動燃料電池車,環(huán)保無污染,因此被認(rèn)為是電動汽車節(jié)能減排的最終解決方案。與鋰電池不同,氫燃料電池的能量密度不僅依賴于電堆本身,而且依賴于它的儲存方式。為此,氫氣儲存環(huán)節(jié)成為氫燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
目前主要的儲氫方式中,高壓氣態(tài)儲氫存在壓力高、體積儲氫密度低、安全性差等問題。但是,液態(tài)儲氫技術(shù)雖然儲氫密度高、安全性好,但工藝復(fù)雜、投資大、運行費用高。
一家北京公司主要從事固體儲氫材料和儲氫解決方案。以稀土儲氫材料為原料制成金屬氫化物儲氫裝置,可實現(xiàn)高密度、安全、無能耗儲氫,主要用于燃料電池和燃料電池汽車,氫氣廠氫氣提純及儲存運輸,氫氣增壓(氫泵)及加氫站,測試儀器、集成電路和半導(dǎo)體生產(chǎn)、粉末冶金、熱處理等的供氫,氫醫(yī)學(xué)健康應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)等。
其固體儲氫的原理,就是利用儲氫合金在一定溫度和壓力下可逆吸放氫氣,使高壓儲氫向70兆帕方向發(fā)展。浩運金能的固態(tài)儲氫裝置可以實現(xiàn)3兆帕以下的低壓高密度儲運,同時由于放氫速度受溫度控制,安全性大大提升。
由于充填了金屬儲氫材料,固態(tài)儲氫裝置的重量儲氫密度會受到一定的影響,但是其體積儲氫密度可超過30kgH2/m3,目前該裝置應(yīng)用在載重型車輛上已經(jīng)具備一定的優(yōu)勢。
儲氫裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要,由于儲氫合金吸放氫過程中存在著明顯的熱效應(yīng),即吸氫時放熱、放氫時吸熱,而儲氫合金導(dǎo)熱性較差,不能將熱能及時傳導(dǎo)出去,導(dǎo)致吸收氫反應(yīng)減緩甚至停止,應(yīng)保證裝置內(nèi)熱交換的有效性和氫氣流動的暢通。
儲氫材料已成功地應(yīng)用于一汽、二汽、豐田、本田等汽車廠家。豐田普銳斯混合動力汽車每輛儲氫合金8公斤,目前銷量已超1000萬輛,用量可觀。
北京浩運金已通過自建與合建生產(chǎn)線的方式,實現(xiàn)了年產(chǎn)3000噸儲氫合金材料的生產(chǎn)能力。從性能上看,浩運金能儲氫合金材料的容量已經(jīng)超過350mAh/g,電池放電倍率已經(jīng)達(dá)到30C,可在-40℃至+80℃之間使用。
雖然氫氣儲存裝置目前為燃料電池配套的供氫量還不大,浩運金能也在積極儲備產(chǎn)能,為氫燃料電池汽車春天的到來做好準(zhǔn)備。
目前儲氫裝置應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。在軍方或地下工事電源等細(xì)分市場,固態(tài)儲氫的安全、高密度儲存優(yōu)勢幾乎不可替代。且已經(jīng)成功應(yīng)用于氣相色譜儀、燃料電池和氫原子鐘等作為配套氫源,以及航空航天熱處理、人造金剛石、半導(dǎo)體和集成電路制造的保護(hù)氣等方面,具備配套精密儀器的能力。
看中了氫燃料電池汽車的風(fēng)口,包括神華、華能、國網(wǎng)等電力公司,已在積極布局商業(yè)加氫站和車用氫能項目,而浩運金能已開始向游產(chǎn)業(yè)鏈供貨進(jìn)行配套測試,不斷提高儲氫材料和氫氣儲存設(shè)備的性能,計劃在兩年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),包括凈化裝置、氫壓縮機等產(chǎn)業(yè)鏈配套設(shè)備。
在發(fā)展可再生能源的同時,也可以利用氫能來構(gòu)建風(fēng)光電能源系統(tǒng)。利用可再生能源獲取電能和氫,氫通過燃料電池發(fā)電,從而實現(xiàn)了整個能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。
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