作為一種高效、清潔的能源載體,氫有望在未來(lái)的能源系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而氫氣的存儲(chǔ)是氫能實(shí)際應(yīng)用中一個(gè)亟需克服的難關(guān)。氫能全產(chǎn)業(yè)鏈包含制氫、氫儲(chǔ)運(yùn)和氫能利用三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),其全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D如下:制氫、儲(chǔ)運(yùn)與利用全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
世紀(jì)森朗關(guān)于氫反應(yīng)設(shè)備有:加氫反應(yīng)釜,制氫反應(yīng)裝置,液態(tài)儲(chǔ)氫固定床反應(yīng)裝置,加氫催化劑制備,氫氣催化劑評(píng)價(jià)裝置,電解水制氫系統(tǒng),氫氣反應(yīng)器等。
在氫能源發(fā)展方面,我國(guó)面臨的主要挑戰(zhàn)即在于氫能的儲(chǔ)運(yùn)。找到安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可行的儲(chǔ)運(yùn)模式,是氫能全生命周期應(yīng)用的關(guān)鍵。氫能儲(chǔ)運(yùn)包括氫氣的儲(chǔ)存以及氫能源的運(yùn)輸。
對(duì)儲(chǔ)氫技術(shù)要求是安全、大容量、低成本以及取用方便。目前,儲(chǔ)氫方法主要分為物理儲(chǔ)氫、化學(xué)儲(chǔ)氫、吸附儲(chǔ)氫及水合物法儲(chǔ)氫4種。4種主要儲(chǔ)氫方式對(duì)比如下表:
通過(guò)對(duì)比來(lái)看,高壓儲(chǔ)氫目前最為成熟,應(yīng)用也最廣,但是儲(chǔ)氫密度和安全性方面存在瓶頸;固體材料儲(chǔ)氫則有著巨大潛力,但是目前處于研究階段;低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)具有單位質(zhì)量和單位體積儲(chǔ)氫密度大的絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但目前儲(chǔ)存成本過(guò)高,主要體現(xiàn)在液化過(guò)程耗能大,以及對(duì)儲(chǔ)氫容器的絕熱性能要求極高兩個(gè)方面;有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫由于成本和技術(shù)問(wèn)題還未能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
水合物法儲(chǔ)氣的原理是:將氣體和水在一定溫度和壓力條件下形成高儲(chǔ)氣量的水合物,然后以水合物的形式進(jìn)行運(yùn)輸。采用水合物的方式儲(chǔ)存氫氣具有很多優(yōu)點(diǎn):①儲(chǔ)氫和放氫過(guò)程完全互逆。②儲(chǔ)氫材料為水,水合物分解、氫氣釋放后的唯一副產(chǎn)物是良性、可重復(fù)利用的水,對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。③水合物形成和分解時(shí)的動(dòng)力學(xué)速度都非???,能耗低。利用粉末冰合成氫氣水合物只需要數(shù)分鐘,利用塊狀冰形成氫氣水合物也只需要約2h。④氫氣以分子的形態(tài)包含在水合物空穴中,在水合物釋放氫氣的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),分解過(guò)程非常安全且耗能低。⑤水在自然界中大量存在,資源豐富且價(jià)格低廉。⑥吸收和釋放氫氣所需的溫度基本都在常溫范圍內(nèi)。