登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
储氢压力和温度对储氢量起着至关重要的作用。例如,在1m3体积中,气体形式的氢气在1bar下只能存储0.08kg,如果压力增加到700bar,它可以增加到42kg,如果温度降低到-255℃,则可以增加到73kg。
这些都是能源密集型的流程,因此企业正在努力提高这些流程的效率。在高压或低温下储存氢需要专用的储罐:压力容器或低温绝缘储罐。这可能带来了最具挑战性的技术问题和研究领域,以及考验材料在极端条件下的性能。
在高压下,不锈钢或复合材料通常用作储罐材料。金属罐称为I型罐,带聚合物衬里的全复合罐称为IV型储罐。V型罐是无衬里罐,这是复合氢罐生产商的圣杯。
衬里的作用是作为气体屏障。然而,衬里也是造成各种结构完整性问题的原因。例如,在储罐减压过程中,衬里与增强复合材料层分离,或暴露在温度和压力循环中逐渐失去弹性。这些问题导致研究人员对无衬里罐的概念进行了研究,在这种概念中,罐壁既要充当气体屏障,又要履行其最初作为加固墙的任务。挑战在于氢分子通过罐壁的渗透。树脂中潜在的空隙、纤维与树脂之间的脱粘或层间的分层可能最终会形成一个网格面,这将增加直径为120皮米(1皮米=10^-12米)的氢分子的渗透。
在金属中,氢在材料中的扩散也是一个问题,但与复合材料相比,金属中氢分子渗透背后的物理原理是不同的。进入金属的氢的量受多种因素的影响,包括氢的浓度、表面条件、温度。金属中的氢会导致一定程度的金属延展性和韧性降低,增强裂纹扩展,晶粒内断裂。在金属表面,氢分子分解成氢原子。这些原子沿着晶界或在现有的裂缝中移动,并在空洞中积累,从而形成亚表面压力。这导致金属表面起泡,降低了金属的强度。此外,氢的穿透可能会导致破坏,导致金属应变降低,即氢脆。众所周知,低强度钢很容易起泡;另一方面,高强度钢则更容易发生氢脆。
液氢罐的材料选择同样具有挑战性,这也反映在市场上几乎找不到在售的液氢储罐。在低温条件下,金属失效的应变通常会降低,而屈服强度会增加。具有环形绝热空间的双壁低温罐是最常见的低温压力容器设计。通常不锈钢用于建造内罐,而低碳钢用于外罐。内罐的目的是容纳低温介质并适应汽化引起的压力增加,外罐的目的是封装绝缘环形空间并提供抗冲击性。
设计用于承受压力的球形或圆柱形罐称为C型罐。对于大型存储,类似于船舶中的货舱,B型棱柱形储罐更为适合。蒸发是指由于不可避免的热量泄漏到罐中而导致液态氢蒸发。为了减少蒸发量并限制罐内压力的增加,绝缘材料的选择必须做得非常好。如果压力积聚达到最大允许工作压力 (MAWP),则储罐需要排放积聚的气体,这是一个安全问题,但同时也是一项经济损失。因此,绝缘材料的选择极为重要。最先进的是基于气凝胶的毯子或多层绝缘材料 (MLI),两者都能够在真空条件下提供卓越的绝缘性能。
除了前面提到的渗透性问题之外,在低温条件下使用复合材料还存在与微裂纹相关的挑战。复合材料中的微裂纹通常是由于热循环而形成的,并且可能会发展成导致渗透增加和强度降低的通道。成分之间以及不同方向的热膨胀系数不匹配是形成微裂纹的原因。
下一个挑战是设计和制造重量轻、坚固耐用且可靠的航空低温储罐。自1960年代以来,太空应用一直依赖低温储罐,但由于重量、绝缘和额外安全问题等要求的差异,这些金属罐不适合商业航空。特别是对于长途商业航空,我们在清洁航空的道路上应该实现的第一个里程碑是低温复合罐的开发。薄层复合材料领域的最新进展显示出:可用于低温下的抗损伤复合材料是最有希望的解决方案之一。
储氢压力和温度对储氢量起着至关重要的作用。例如,在1m3体积中,气体形式的氢气在1bar下只能存储0.08kg,如果压力增加到700bar,它可以增加到42kg,如果温度降低到-255℃,则可以增加到73kg。
这些都是能源密集型的流程,因此企业正在努力提高这些流程的效率。在高压或低温下储存氢需要专用的储罐:压力容器或低温绝缘储罐。这可能带来了最具挑战性的技术问题和研究领域,以及考验材料在极端条件下的性能。
在高压下,不锈钢或复合材料通常用作储罐材料。金属罐称为I型罐,带聚合物衬里的全复合罐称为IV型储罐。V型罐是无衬里罐,这是复合氢罐生产商的圣杯。
一种IV型储罐的结构剖面
衬里的作用是作为气体屏障。然而,衬里也是造成各种结构完整性问题的原因。例如,在储罐减压过程中,衬里与增强复合材料层分离,或暴露在温度和压力循环中逐渐失去弹性。这些问题导致研究人员对无衬里罐的概念进行了研究,在这种概念中,罐壁既要充当气体屏障,又要履行其最初作为加固墙的任务。挑战在于氢分子通过罐壁的渗透。树脂中潜在的空隙、纤维与树脂之间的脱粘或层间的分层可能最终会形成一个网格面,这将增加直径为120皮米(1皮米=10^-12米)的氢分子的渗透。
在金属中,氢在材料中的扩散也是一个问题,但与复合材料相比,金属中氢分子渗透背后的物理原理是不同的。进入金属的氢的量受多种因素的影响,包括氢的浓度、表面条件、温度。金属中的氢会导致一定程度的金属延展性和韧性降低,增强裂纹扩展,晶粒内断裂。在金属表面,氢分子分解成氢原子。这些原子沿着晶界或在现有的裂缝中移动,并在空洞中积累,从而形成亚表面压力。这导致金属表面起泡,降低了金属的强度。此外,氢的穿透可能会导致破坏,导致金属应变降低,即氢脆。众所周知,低强度钢很容易起泡;另一方面,高强度钢则更容易发生氢脆。
船载液氢储罐(来自川崎重工)
液氢罐的材料选择同样具有挑战性,这也反映在市场上几乎找不到在售的液氢储罐。在低温条件下,金属失效的应变通常会降低,而屈服强度会增加。具有环形绝热空间的双壁低温罐是最常见的低温压力容器设计。通常不锈钢用于建造内罐,而低碳钢用于外罐。内罐的目的是容纳低温介质并适应汽化引起的压力增加,外罐的目的是封装绝缘环形空间并提供抗冲击性。
设计用于承受压力的球形或圆柱形罐称为C型罐。对于大型存储,类似于船舶中的货舱,B型棱柱形储罐更为适合。蒸发是指由于不可避免的热量泄漏到罐中而导致液态氢蒸发。为了减少蒸发量并限制罐内压力的增加,绝缘材料的选择必须做得非常好。如果压力积聚达到最大允许工作压力 (MAWP),则储罐需要排放积聚的气体,这是一个安全问题,但同时也是一项经济损失。因此,绝缘材料的选择极为重要。最先进的是基于气凝胶的毯子或多层绝缘材料 (MLI),两者都能够在真空条件下提供卓越的绝缘性能。
除了前面提到的渗透性问题之外,在低温条件下使用复合材料还存在与微裂纹相关的挑战。复合材料中的微裂纹通常是由于热循环而形成的,并且可能会发展成导致渗透增加和强度降低的通道。成分之间以及不同方向的热膨胀系数不匹配是形成微裂纹的原因。
下一个挑战是设计和制造重量轻、坚固耐用且可靠的航空低温储罐。自1960年代以来,太空应用一直依赖低温储罐,但由于重量、绝缘和额外安全问题等要求的差异,这些金属罐不适合商业航空。特别是对于长途商业航空,我们在清洁航空的道路上应该实现的第一个里程碑是低温复合罐的开发。薄层复合材料领域的最新进展显示出:可用于低温下的抗损伤复合材料是最有希望的解决方案之一。
关于作者
Bilim Atli-Veltin博士是TNO的高级科学家和代尔夫特理工大学的研究员。她拥有航空航天结构的学术背景,目前从事暴露于液氢运输和储存等极端条件下的材料结构领域。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,4月24日,重庆市经信委发布《重庆市首台(套)重大技术装备推广应用目录(2024年版)》,其中包括加氢站成套设备、车用燃料电池系统测试平台、氢燃料电池观光车、35MPa车载储氢系统等,共七项氢能相关产品纳入名单。具体详情如下:
北极星氢能网获悉,4月9日,兆联清通伊宁市制加氢一体站示范项目全面复工,标志着伊宁市氢产业建设又向前迈进一大步。兆联清通伊宁市制加氢一体站示范项目总投资3000万元,建设包括两台500m/h的碱性电解水制氢装置、4台氢气隔膜压缩机、1台20MPa储氢瓶组、1台45MPa储氢瓶组、4台加氢机以及配套的公辅设
北极星氢能网获悉,4月11日,国新办举行“推动高质量发展”系列主题新闻发布会,海南省委副书记、省长刘小明表示,打造新质生产力重要的实践地主要是基于海南的两大比较优势,一个优势是温度、深度、维度和绿色这“三度一色”自然的禀赋,第二个优势是自贸港的政策和开放红利的加持的优势。具体来说,
北极星氢能网获悉,近日,国家电投发布青海省海西州德令哈市光氢储燃一体化示范项目可行性研究报告编制服务招标公告,该项目采用新能源绿电制氢,通过纯氢燃机发电实现电网调峰,规划建设新能源发电200万千瓦、制氢2.6万Nm/h、储氢57.6万Nm、电化学储能65MW/65MWh以及1套38MW纯氢燃机联合循环发电调峰
近日,广州(洛阳)工程公司与中船双瑞特装公司联合开发的35兆帕氢气管束式集装箱、加氢站用储氢瓶组等产品在洛阳实现批量生产,进入实际应用阶段。这标志着该公司新型储氢装备研发取得突破,进一步增强了在全新氢能业务链的竞争力。高压储氢瓶组不仅承载着氢气储存任务,更是将氢气从工业产品转化为能
北极星氢能网获悉,中联重科3月15日在回复投资者提问时表示,中联重科作为装备制造业龙头企业,近年在氢能源领域投入了大量工作,不断围绕“制氢-加氢-储氢-氢燃料电池-整机”产业链持续布局,产品覆盖领域广,是行业内屈指可数布局全产业链的企业。目前已完成加氢站45MPa氢气压缩机,及工程机械用35MP
北极星氢能网获悉,近日,湖北大冶市矿区绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目(简称“绿电绿氢项目”)获得国家发展改革委清洁低碳氢能创新应用工程项目批复,获批中央预算内投资1.2亿元。该项目是目前湖北省唯一且第一个入选国家发展改革委清洁低碳氢能创新应用工程项目,是全国首个开展岩穴
北极星氢能网获悉,近日,欧盟委员会发表声明说,已批准一项新计划以支持氢能基础设施建设,减少对天然气的依赖,从而推动实现碳中和目标。欧盟委员会表示,法国、德国、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙和斯洛伐克7个欧盟国家将为该计划提供69亿欧元的公共资金,预计还将带动超过54亿欧元的私人投资。欧盟
北极星氢能网获悉,近日,新建发改委发布氢能产业领域“揭榜挂帅”项目榜单,榜单基于“新能源+制氢+储氢+多晶硅产线”一体化场景的智能化技术、成套装备及验证平台研发和示范应用项目。详情如下:关于发布氢能产业领域“揭榜挂帅”项目榜单的通知各有关单位:为加快解决我区氢能产业领域发展关键技术
北极星氢能网获悉,2024年2月4日,中能建氢能源有限公司与北京大学化学与分子工程学院在北京开展技术合作交流,能建绿色氢氨新能源(松原)有限公司与佛山清德氢能源科技有限公司签约松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目安全低成本储氢关键技术开发合作项目。为积极响应国家发展改革委和国家能源局
北极星氢能网获悉,近日,许继电气软件公司发布招标公告,宁夏风光火氢大型能源项目需采购碱性电解水制氢设备以及PEM制氢-固态储氢-燃料电池系统。据北极星氢能网了解,此次为许继电气首次招标氢能相关设备。公告显示,这两次采购应答人及其应答产品须满足如下要求:应答产品原厂商必须具有生产应答产
北极星氢能网获悉,1月16日,查特深冷工程系统(常州)有限公司“国内首批商用液氢储罐发运仪式”在常州国家高新区顺利举行。查特此次交付国内首批商用液氢储罐,不仅实现企业在商用液氢储运领域的关键装备技术的重大突破,更标志着中国液氢产业提档升级,氢能发展注入了新动能,由此促进绿色能源低碳
北极星氢能网获悉,12月18日,内蒙古云时代氢能科技有限公司氢能装备制造项目(一期)公示。据悉,该项目拟建地点将位于内蒙古鄂托克前旗上海庙镇,本项目总投资为750000万元,资金来源为企业自筹。项目总占地面积100000㎡,将建设年产500MW先进碱性电解槽,年产100万KW电堆及年产2万吨固态储氢罐。主
北极星氢能网获悉,据韩联社11月12日报道,三星物产建设部门12日表示,已从国际能源专业认证机构DNV获得全球最大容量液化氢储罐的设计认证。该储罐的容量为4万立方米,可存储约2800吨超低温状态的液化氢,可一次性供50万辆以上氢能汽车充电。三星物产以中东和亚洲为中心,通过与跨国企业合作,在多地进
北极星氢能网获悉,铃木首款氢动力摩托车即将在2023年日本交通展亮相。据称,该款氢能源车型是根据铃木汉堡人400打造,基本外观上和普通燃油汉堡人400没有太大差别,车辆在龙骨位置搭载70兆帕的储氢罐来提供引擎动力,只要把车开到加氢站就能对其加充氢气。▲铃木首款氢动力摩托车,原型车为汉堡人400
2023年4月8日,由中国工程机械学会压力容器分会组织,在长沙召开关于对响箭氢能与中石化广州工程公司联合研发的“50MPa和98MPa”两款气态固定式储氢罐设计方案进行国家级评审。此次评审会由中国工程院陈学东院士,中国特种设备检测研究院总工程师寿比南,合肥通用机械研究院有限公司党委副书记、总经理
6月21日,国家市场监督管理总局发布关于加强带泵汽车罐车安全工作的通知原文如下:市场监管总局办公厅关于加强带泵汽车罐车安全工作的通知各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团市场监管局(厅、委),各有关单位:为深入贯彻落实国务院安委会关于全国城镇燃气安全排查整治工作部署,进一步加强安装
近日,现代汽车携旗下全球首款量产氢燃料电池重卡XCIENTFuelCell重磅亮相北美最大的清洁运输博览会——“2022先进清洁运输博览会(AdvancedCleanTransportationExpo2022)”。此次展会上,现代汽车不仅全面展示了XCIENTFuelCell的产品实力,还重点介绍了其全球顶尖的氢燃料电池技术和氢能商用车的经济优
近日,宾尼法利纳与欧洲初创公司NamX共同推出了一款氢燃料电池车,该车型配备了一个固定的油箱和六个可拆卸的氢气罐,实现可加油、可加氢的多种补能方式。公开资料显示,宾尼法利纳是一家意大利公司,以设计法拉利和兰博基尼而闻名于世,曾一手缔造了多款知名车型,比如法拉利599GTB、玛莎拉蒂总裁、宾
据PVMagazine杂志4月12日报道,总部位于悉尼的CSTComposites公司计划建立澳大利亚第一家储氢容器制造工厂。该公司希望通过与一家美国储氢罐制造商OptimumCompositeTechnologies组建合资企业,来确保自己在这个快速增长的行业中的地位。该公司希望在悉尼附近已经运营的两个专业复合材料制造工厂的基础上
1月24日,广汇能源股份有限公司发布氢能产业链发展战略规划纲要(2022-2030年),广汇氢能源产业链规划将充分发挥氢能同时具备能源和储能两重属性的特点,结合在伊吾县淖毛湖地区用能企业减碳的需求,以现有的化工制氢(灰氢)为基础,把新能源(风间带光伏)发电——电解水制氢(绿氢)作为突破口,培育
7月19日,浙江省人民政府印发《浙江省全球先进制造业基地建设“十四五”规划》。其中指出:突破氢燃料电池电堆、储氢罐制备等技术,开展氢能应用试点。突破大规模储能技术,稳步发展空气热能、生物质能、潮流能等产业。大力开发风能、太阳能等可再生能源,安全高效推进核能、抽水蓄能、氢能等项目建设,支持新建产业园区开展分布式能源试点,构建清洁低碳安全高效的工业用能体系。
作为典型的资源型城市,山西太原因地制宜,在传统产业转型中创新做法,不再单纯依靠资源消耗,在加快形成新质生产力的当下,找到拉动经济发展的新动能。今年,太原市民绿色出行清单上多了一个新选项——氢能公交专线。沿着公交一路向南,记者来到清徐精细化工循环产业园,公交车所用的高纯氢就来自这里
北极星氢能网获悉,4月18日,博世举行2024年度新闻发布会。在氢能领域,博世的业务规划为:预计到2030年,博世氢技术销售额有望达到50亿欧元。据悉,2023年博世已在德国斯图加特和中国重庆开始生产氢动力模块。博世集团董事会主席史蒂凡·哈通博士在发布会表示,中国有望率先成为该领域的领先市场,而
北极星氢能网获悉,近日,位于嘉定氢能港的上海首个覆盖燃料电池整车、发动机、电堆及关键零部件等技术的氢能第三方检测研发公共服务平台——上海汽检氢能与燃料电池检测基地建成,相关实验室将陆续投入使用,为上海乃至全国的氢能产业建设落下关键一子。据了解,氢能基地共建设了包括轻重型车转毂环境
近日,国能龙岩发电公司立足安全风险预控管理工作大局,锚定区域一流电厂的宏伟目标,全面强化对氢气系统的精细化管理,为安全生产筑牢坚不可摧的基础。图为运行人员在发电机轴端测量是否漏氢该公司始终将风险隐患双重预防机制建设作为重中之重,通过持续的动态评估,实现对风险的精准把控和对隐患的高
北极星氢能网获悉,4月5日,江西吉安遂川县举行超临界水生物质气化生产蒸汽和富氢可燃气项目签约仪式。中国科学院院士,西安交通大学教授、博导郭烈锦,新锦盛源(广东)能源科技有限公司董事长、总经理李钰,县委书记胡承国,县委副书记、县长罗刚,县领导邹宾艳、胡文峰、张剑锋出席签约仪式。据了解
北极星氢能网获悉,近日,在江苏泰兴经济开发区,由泰兴新奥燃气有限公司投资建设的天然气掺氢站顺利完成调试与试运行工作,即将进行项目综合验收。首站前期覆盖园区部分工业用户,安全稳定运行后将逐步扩大覆盖范围。氢气因其无碳化、可再生的属性,在未来能源应用领域内具有先天优势和广阔的运用前景
日前,中化西南化工研究设计院有限公司(下称西南院》中标中国石油化工股份有限公司燕山分公司《下称燕山石化)氢气提纯设施升级项目的变压吸附氢气提纯装置,氢能产量为10000标方/小时,该项目为中国石化在建最大工业副产气制燃料电池氢项目,西南院提供专利技术、全套工程设计并橇装供货。该装置预计20
3月13日,佛山市南海区发展和改革局公示了《2021年加氢站氢气应急扶持补贴资金(第三批)拟发放情况》。经对企业提交的申报材料进行审核、聘请第三方机构对申报材料进行核查等程序,瀚蓝(佛山)新能源运营有限公司下属松岗加氢站、桃园加氢站、九江加氢站、三龙湾大道加氢站符合南海区加氢站氢气应急
北极星氢能网获悉,3月2日,液化空气中国位于天津滨海新区的氢气充装中心项目举行动工仪式。2023年,公司与天津港保税区签署协议,投资1.45亿元以建造、拥有和运营一座氢气充装中心,支持京津冀地区氢生态系统的发展。氢气充装中心通过管道接收氢气,气体经过压缩后由鱼雷管车运送至加氢站或工业客户处
北极星氢能网获悉,近日,唐山海泰新能科技股份有限公司与中国石油管道局工程有限公司签署合作协议,中国石油管道局为海泰新能康保——曹妃甸氢气长输管道项目建设提供全流程的咨询设计服务与技术支持,推动氢气长输管道的快速建设。在“碳达峰、碳中和”目标的指引下,继太阳能、风能等新能源迎来快速
北极星氢能网获悉,2月20日,国家电投集团河南电力有限公司开封发电分公司发布2024年氢气长协采购项目竞谈公告,拟采购氢气5000瓶(根据具体使用情况供货)。主要指标:40L/瓶,纯度≥99.98%,露点≤一50℃,压力≥13.5MPa。详情如下:
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!