氢气储运技术研究现状与工程运用(修改终结版)
我国氢气储运行业发展现状及未来趋势分析
我国氢气储运行业发展现状及未来趋势分析一、氢能产业快速兴起氢气是一种理想的零碳排放的可持续能源，单位质量的氢气能量密度约是天然气的2.8倍、煤的5倍，还具有来源广泛、高转化效率和清洁性的优点，而利用产物仅有水。
而我国的氢气产量呈现逐年递增趋势，2019年我国氢气产量达到2200万吨同比增长4.8%，其中主要以化工副产氢和煤制氢气为主。
目前，氢能源产业正处于将氢气从工业原料向大规模能源开发利用的战略转折点，未来发展空间巨大，相关产业链将得到长足发展。
氢能源产业主要包括制氢及储输氢能，氢燃料电池系统及氢燃料电池汽车/发电领域。
近年来氢气火热的应用方向主要是用于燃料电池交通、掺氢或纯氢燃气轮机发电及燃料电池分布式电站等，其中在交通领域的应用是目前氢能产业利用端发展的重点和热点。
和加油站一样，氢燃料汽车也必须通过加氢站来加注燃料，氢气通过长管拖车、液氢槽车或者氢气管道由制氢厂运输至加氢站，由氢气压缩机压缩并输送入高压储氢瓶内存储，最终通过氢气加气机加注到氢能源燃料电池汽车中使用。
除去土建成本和管阀外，加氢站成本占比较大的主要是一些核心设备，如压缩机、加注设备和储氢罐，其中以储氢罐为核心的氢气储运设施占到加氢站建设成本的24%。
二、氢能储运方式主流的氢气的存储方式包括低温液态储氢、高压气态储氢、固态储氢和有机液态储氢等，运输则可分为气氢输送、液氢输送和固态氢输送。
目前氢气主要是以压缩气态或低温液态储运，压缩氢气的高压和液氢的低温、易气化等特点都限制了氢气的储运规模和储存时间，使储运成本较高，降低了氢气相比于其他燃料的竞争力。
但是现行的气态氢储运技术决定了运输效率提升难度较大，由于氢气在运输与储存的不同环节存在压差，需要专门的增压机进行增压处理，而国内目前大部分增压机仍依赖进口，这在一定程度上提高了氢气的使用成本。
在氢能储运方面海外技术明显优于国内，特别是日本、欧洲氢能利用的商业化进程较快，美国目前趋于商业化。
氢气储存材料的研究及应用
氢气储存材料的研究及应用随着全球经济和环保意识的不断提高，寻找清洁能源的方法一直是人们关注的焦点。
而氢气作为一种高效、清洁、可再生的能源，逐渐被越来越多的人所关注。
然而，由于其密度极低，需要通过储存材料以实现气体的有效储存和运输。
本文将探讨氢气储存材料的研究及应用，并简述其发展前景。
一、氢气储存材料的类型氢气储存材料的发展历程经历了许多不同的阶段。
目前主要采用的氢气储存材料主要有以下几种：1. 压缩氢气储存材料采用压缩氢气储存材料的方法是将氢气通过压缩装置压缩成高压气体，再进行储存，这种方法的储存密度比较高，但对于一些应用场景比较不适用，比如移动式氢气储存。
2. 吸附氢气储存材料吸附氢气储存材料是其中应用最广的一种氢气储存材料。
它通过吸附材料对氢分子的吸附作用来进行储存，具有良好的适用性和安全性。
3. 化学储氢材料化学储氢材料通常需要与其它物质进行反应，产生一些化学物质，然后释放出氢气。
这种方法目前应用较少，但仍有巨大的发展空间。
二、氢气储存材料在能源中的应用氢气储存材料的应用涉及到各种各样的领域，例如交通、工业、能源等。
1. 汽车领域氢气燃料汽车是将氢与氧反应产生电能来驱动车辆的一种新型汽车，其中氢气储存材料是其重要的组成部分。
氢气燃料汽车具有零排放、高效率、低噪音等特点，成为未来汽车发展的一个重要方向。
2. 工业领域氢气储存材料在工业领域中主要应用于氢氧焊、氢气制氨、加氢制油等。
当然，当前工业用氢量较小，应用前景还需进一步拓展。
3. 能源领域氢气储存材料在能源领域中也有广泛的应用前景。
由于氢气是一种高效的能源，可以作为替代石油的一种清洁能源，因此在未来能源结构中，其市场份额将不断扩大。
三、氢气储存材料的发展前景随着对清洁能源的需求不断增加，氢气作为清洁能源的地位也日益重要。
据国际能源署预测，到2050年，氢能将占清洁能源的三分之一。
目前氢气储存材料的发展仍处于初级阶段，需要不断进行进一步的研究和探索。
氢气储存方法的现状及发展
2018年第2期作者简介：于忠华（1990-），男，辽宁大连人，主要从事对于气体的存放、监测，做系统的统计工作。
时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第45卷第2期Vol.45No.22018年2月Feb.2018氢气储存方法的现状及发展于忠华1，云建2(1.,116600;2.(),116600)摘要：氢能是当前一项重要新能源，如何有效存储氢是一个非常重要环节。
为此文章将对几种常用的氢气储存方法及其现状进行分析，并探讨其发展趋势，以供广大同行参考与交流。
关键词：氢气；储存；方法；现状；发展1氢气储存方法的现状（1）压缩储氢。
当前，一种较为常见的氢气储存方法就是加压压缩储氢，一般来说都是使用质量较大的钢瓶作为容器。
但是因为其氢气密度较低，所以储氢效率不高，将压力增加到15MPa 时，质量储氢密度在3%以下。
而对于移动用途来说，将氢气压力提高来增加其携氢量则容易致使氢脆情况出现或是氢分子在容器壁逸出。
所以近几年对该种存储方法进行研究，一方面是优化容器材料，让使用的容器耐压更高，且自重更轻，并能够降低氢分子透过容器壁的几率，切实防止氢脆情况出现。
当前主要使用的是外面包覆浸有树脂，锻压铝合金为内胆的碳纤维作为储氢容器。
另一方面研究在于将部分吸氢物质添加至容器内，用以将储氢密度有效提升，一旦压力减小，便能够自动释放氢出来。
（2）液化储氢。
在一般压力情况下，液氢熔点在-253℃，而在-253℃和正常压力情况下气态氢能够液化成液态氢，而液态氢密度是气态氢的845倍，且每kg 液氢热量是汽油的3倍，所以液态储氢非常适合用在储存空间较为有限的场所，例如汽车发动机、航天飞机用的火箭发动机等运输工具当中。
但是液化储氢需要使用到超低温用的特殊容器，如若所使用的容器绝热与装料达不到相应要求则容易致使大量蒸发损失。
所以当前研究重点在于研究高度绝热的储氢容器。
（3）空心玻璃微球储氢。
结合实践来看，空心玻璃微球具有一个特点，即高温状态（300~400℃）呈现出多孔性而常温状态则是非渗透性。
储氢材料研究现状及发展前景
关键词储氢材料#氢能#研究进展
&绪论 随着经济全球化和人民生活水平的提高人类对能源的需 求与日俱增 能源是社会发展的推动力目前世界使用的主 要能源为煤石油天然气等 但这些均为不可再生资源同时 燃烧时会造成环境污染全球变暖雾霾等一系列问题影响人 们的生存环境 人类需发展新型的清洁高效能源取代传统化 石燃料 氢能作为化石燃料的首选替代品引起世界各国密切 关注氢能应用技术正迅速发展$2) $储氢材料的研究现状 )&$ 气态储氢 目前国内外一 般 采 用 高 压 来 实 现 氢 气 的 储 存 技 术 比 较 成熟应用较为广泛 高压储氢容器在常温环境下即可进行使 用压力容器一般为 $% a$DZ9L但储存氢气的质量不足容器 质量的 $ME暴露了高压储氢效率低储存量少等缺点同时 对容器的耐压性能较球磨形成的氢化物复合材料在 (D%m 左右开始释放氢并在 D%%m以下完成 此外其他过渡金属氟 化物和氯化物添加剂通过机械铣削掺杂到 )@/[G3 2ZKG) 中可 使脱氢温度低于纯 )@/[G3 2ZKG)
氢储能技术发展与研究现状
氢储能技术发展与研究现状氢能是能源转型升级的重要载体，是实现碳达峰碳中和的重要解决方案。
氢气储运是连接氢气生产端和需求端的关键桥梁，低成本高效的氢气储运技术是实现氢气大规模应用的必要保障。
01.氢气储存技术根据氢气的存储状态可将氢气储存方式分为常温高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢等。
目前，常温高压气态储氢是当前我国最成熟的储氢技术，占绝对主导地位。
低温液态储氢尚处起步阶段，是未来大规模用氢的良好解决方案。
有机液态储氢处于技术研发阶段，是未来有发展潜力的氢气低价储运技术之一。
固态储氢尚处示范阶段，具有实用化前景的是金属氢化物基储氢合金。
常温高压气态储氢是指将氢气压缩在储氢容器中，通过增压来提高氢气的容量，满足日常使用。
这是一种应用广泛、灌装和使用操作简单的储氢方式，具有成本低、能耗低、充放速度快的特点。
缺点是储氢密度低，安全性较差，只能适用于小规模、短距离的运输场景。
低温液态储氢属于物理储存，是一种深冷氢气存储技术。
氢气经过压缩后，深冷到21K（约-253°C）以下，使之变为液氢，然后储存在专用的低温绝热液氢罐中，密度可达70.78kg/cm3，是标准情况下氢气密度的850倍左右，体积比容量大，适用于大规模、远距离的氢能储运。
缺点是对储氢容器的绝热要求很高，液化和运输过程中能耗大。
有机液态储氢属于化学储存，利用有机液体（环己烷、甲基环己烷等）与氢气进行可逆加氢和脱氢反应，能够实现常温常压下氢气储运。
这种储氢方式的优势在于储氢密度比较高、安全性高。
缺点是需要配备相应的加氢脱氢装置，流程繁琐，效率较低，增加储氢成本，影响氢气纯度。
固态储氢是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体，通过化学吸附和物理吸附的方式实现储氢，具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势。
缺点是成本高，放氢需要较高温度下进行。
02.氢气输送技术根据储氢状态氢气输送分为气态输送、液态输送和固态输送，气态和液态为目前的主流方式。
氢的高压与液化储运研究及应用进展
氢的高压与液化储运研究及应用进展一、本文概述随着全球能源结构的转型和清洁能源的快速发展，氢能作为一种高效、环保的能源形式，正受到越来越多的关注。
氢气的高压和液化储运技术一直是制约其大规模应用的关键问题。
本文旨在全面概述氢的高压与液化储运技术的研究现状和应用进展，分析当前面临的挑战，展望未来的发展趋势。
文章将简要介绍氢气的物理性质和储运方式，然后重点讨论高压储运技术和液化储运技术的研究进展，包括新型材料、工艺和设备的研究与应用。
文章将总结现有技术的优缺点，提出未来研究方向和建议，以期为推动氢能产业的可持续发展提供参考。
二、氢气的高压储存技术研究随着能源结构的转型和清洁能源的广泛应用，氢气作为一种高效、环保的能源载体，其储存技术的研究和应用显得尤为重要。
高压储存技术作为氢气储存的主要方式之一，其研究和发展对于推动氢能源的应用具有重要意义。
氢气的高压储存技术主要基于气体在高压下的物理性质变化，通过提高气体的压力，使其在常温或较低温度下实现液化或高密度储存。
这种储存方式具有储存密度高、储存效率高、充放速度快等优点，因此在车载、移动式氢能源储存等领域具有广泛的应用前景。
在氢气高压储存技术的研究中，储气瓶的设计和制造是关键。
储气瓶需要具有足够的强度和密封性能，以承受高压下的气体压力，并保证气体不会泄漏。
同时，储气瓶的材料也需要具有良好的耐腐蚀性，以防止氢气对材料的侵蚀。
除了储气瓶的设计和制造，高压储存技术的另一个重要研究方向是提高储存密度和储存效率。
这需要通过优化储气瓶的结构、改进气体压缩技术、提高储气瓶的保温性能等方式来实现。
对于高压储存技术的安全性研究也是必不可少的，需要通过严格的实验和测试来确保储气瓶在各种使用环境下的安全性和可靠性。
目前，氢气的高压储存技术已经在全球范围内得到了广泛的应用。
随着技术的不断进步和成本的降低，相信未来氢气的高压储存技术将在氢能源的应用中发挥更加重要的作用。
三、氢气的液化储运技术研究随着全球能源结构的转型和清洁能源需求的日益增长，氢气的储运技术成为了研究的热点。
氢气储运技术的发展现状与展望
三、展望氢气储运技术未来的发 展趋势和挑战
三、展望氢气储运技术未来的发展趋势和挑战
随着科技的不断进步，氢气储运技术的发展前景十分广阔。在未来，新型的 储氢材料和储运方式将成为研究重点。金属有机框架材料（MOFs）、碳纳米管等 新型纳米材料具有更高的储氢密度和更优秀的吸放氢性能，有望成为储氢领域的 重要研究方向。此外，固态氢存储材料也在持续优化中，以期实现常温下更快速 的吸放氢反应。
一、氢能产业链及储运技术研究 现状
1、氢能产业链基本构成
1、氢能产业链基本构成
氢能产业链包括制氢、储运、加氢、用氢等多个环节。其中，制氢是氢能产 业链的起点，目前主要采用化石能源重整、水电解、生物质气化等技术；储运环 节是实现氢能大规模应用的关键，目前主要采用高压气态储氢、液态储氢、固态 储氢等方式；加氢环节是氢能应用的重要组成部分，目前主要采用固定加氢站和 移动加氢站两种形式；用氢环节是氢能产业链的终点，目前主要应用于能源、交 通、工业等领域。
2、储运技术在氢能产业链中的 应用及研究现状
2、储运技术在氢能产业链中的应用及研究现状
储运技术是实现氢能大规模应用的关键环节。目前，高压气态储氢、液态储 氢、固态储氢等方式都在不同程度上得到了研究和应用。其中，高压气态储氢具 有储存压力高、容器重量轻、便于运输等优点，是当前应用最广泛的储氢方式之 一。液态储氢具有储存密度高、体积小、安全性能好等优点，但需要解决低温液 态储存和运输的问题。固态储氢具有储存密度高、安全性好、易于运输等优点， 但需要解决储氢材料和制备成本高的问题。
三、展望氢气储运技术未来的发展趋势和挑战
在氢气运输方面，未来将致力于提高现有运输方式的效率和安全性，同时寻 求新的运输方式。例如，利用太阳能进行水解制氢，然后通过管道或船舶运输， 将有望实现氢气的低成本、大规模运输。然而，这一技术还面临着光电转化效率 低、水解制氢速率慢等挑战。因此，未来的研究将需要在解决这些问题的降低整 个系统的成本，以实现商业化应用的可行性。
氢能源技术的研究现状和未来展望
氢能源技术的研究现状和未来展望随着全球对环境保护的重视，氢能源技术逐渐被人们所关注。
氢能源技术是能源领域的一种研究热点，其具有高效、环保、可再生等特点。
目前，氢能源技术已经在各个领域得到广泛应用，而且还具有巨大的优势和潜力。
本文将就氢能源技术的研究现状和未来展望进行探讨。
一、氢能源技术的发展概况氢能源技术是指将氢气作为燃料，通过燃烧或氧化还原反应，将储存的化学能转化为电能、机械能或热能的一种利用技术。
氢气的储存、运输和利用一直是研究的难点，但在近年来，相关技术已经逐渐成熟。
氢气不仅是一种高效的能源，而且具有环保的特点。
燃烧氢气只会产生水和少量氧气，不会产生任何有害气体，对环境没有任何影响。
因此，众多国家将氢能源技术作为未来的发展方向，加大对氢能源技术的投资和研究。
目前，世界上已经有多个国家开始在氢气领域进行技术攻关和研究。
二、氢能源技术的应用现状1. 汽车领域汽车是氢能源技术的重要应用领域。
氢燃料电池车是一种利用氢气作为燃料的新型汽车。
它以氢气为能源，通过氢燃料电池产生电能，从而驱动汽车。
目前，世界上多个国家已经开始在氢燃料电池车领域进行技术研究和推广，而且已经有多款氢燃料电池车进入市场销售。
2. 能源领域能源领域也是氢能源技术的主要应用领域。
氢能源技术可以实现电力、热力、燃料等多种能源的转化和利用。
利用氢气产生电能的方法一般有燃烧法、燃料电池法、热化学合成法等。
其中，燃料电池是最为成熟的一种方法，其使用寿命长、效率高、环保等特点，被广泛应用于能源领域。
3. 工业领域氢能源技术还可以应用于工业领域。
在工业生产过程中，常常需要进行高温高压的反应，利用氢气可以实现高温高压的条件。
此外，氢气还可以用于钢铁生产、液化石油气的制造等多种工业生产过程。
三、氢能源技术的研究现状在氢能源技术领域，国内外已经有多个机构和企业开始研究。
目前，氢能源技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 燃料电池技术燃料电池是利用氢气产生电能的一种方法，是氢能源技术研究的重点。
氢气存储及运输技术现状及分析
氢气存储及运输技术现状及分析作者：冯成周雨轩刘洪涛来源：《科技资讯》2021年第25期DOI：10.16661/ki.1672-3791.2109-5042-8196摘要：氢能作为21世纪最有潜力的二次能源之一，必然将引领下一次能源变革。
目前，主要布局的加氢站产业是氢能应用的重要一步，但在加氢站建设过程中，氢能的大规模储存及运输成为一大难题。
该文围绕目前主流的几种氢气储存和运输形式综述当前氢气储运技术的现状，同时对其提出了一些分析和建议，明确在氢气长距离储运过程中液氢具有的优势。
关键词：氢能氢气存储氢气运输液氢中图分类号：TK91 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）09（a）-0044-03Current Situation and Analysis of Hydrogen Storage and Transportation TechnologyFENG Cheng ZHOU Yuxuan* LIU Hongtao（Zhejiang Zheneng Aerospace Hydrogen Energy Technology Co.， Ltd.， Hangzhou，Zhejiang Province， 310020 China）Abstract： Hydrogen energy， as one of the most potential secondary energy sources in the 21st century， will inevitably lead the next energy revolution. At present， the main layout of the hydrogenation station industry is an important step in the application of hydrogen energy， but in the process of the construction of the hydrogenation station， the large-scale storage and transportation of hydrogen energy has become a major problem. This paper summarizes the current situation of hydrogen storage and transportation technology around several mainstream hydrogen storage and transportation forms， and puts forward some analysis and suggestions to clarify the advantages of liquid hydrogen in the process of long-distance hydrogen storage and transportation.Key Words： Hydrogen energy; Hydrogen storage; Hydrogen transport; Liquid hydrogen當前我国能源结构转型正处在逐步向绿色、低碳、安全、高效转型，实现电气化、智能化、网络化、低碳化的阶段，在2021年的两会中，碳达峰、碳中和、新能源、“氢能”已成为热点话题。
氢气储存技术的研究进展
氢气储存技术的研究进展随着能源需求的增长和环境污染的加剧，氢气能作为一种绿色、清洁的能源被广泛研究和应用。
在氢气能的应用过程中，储存技术起到至关重要的作用。
本文将概述氢气储存技术的研究进展，同时分析其存在的问题和未来发展趋势。
一、氢气的储存方式氢气的储存方式主要有物理吸附、化学吸附、压缩和液态储存四种方法。
1. 物理吸附物理吸附是将氢气吸附在材料表面，并在合适条件下释放的方法。
常用材料包括活性炭、金属有机骨架、多孔聚合物等。
物理吸附储氢具有热力学稳定性高、储氢能力强、可逆性好的优点，但存在吸附量低、放量慢、温度影响大等缺点。
2. 化学吸附化学吸附是利用吸附剂与氢气反应生成化合物，然后再在合适条件下释放氢气的方法。
化学吸附储氢具有储氢密度高、放氢速率快、可逆性好的优点，但存在吸附剂使用寿命短、泄漏易发等缺点。
3. 压缩储存压缩储存是将氢气压缩到高压容器内，以提高其储存密度的方法。
常用的压缩储存方式包括低压压缩储存和高压压缩储存。
压缩储存具有成熟可靠、储氢密度高、使用寿命长的优点，但存在能耗大、安全性低等缺点。
4. 液态储存液态储存是将氢气液化存储的方法，可提高氢气的储存密度。
液态储存具有储氢密度高、放氢速率快的优点，但存在能耗大、保温要求高等缺点。
二、氢气储存技术的研究进展随着氢气储存技术的发展，各种新型储氢材料和储存方法不断涌现，取得了一系列重要的研究进展。
1. 基于金属有机骨架的物理吸附储氢技术近年来，基于金属有机骨架的物理吸附储氢技术备受关注。
金属有机骨架是一种多孔晶体材料，其高度可调的孔径大小和表面特性使得其在储氢领域具有巨大潜力。
研究表明，金属有机骨架可以通过多种方式改进其储氢性能，如增加表面积、优化孔结构和控制表面性质等。
这些进展为提高物理吸附储氢材料的储氢密度和储氢能力提供了新途径。
2. 研究揭示氢气化学吸附机理近年来，科学家们不断深入研究氢气化学吸附机理，以提高其储氢性能。
一个重要的突破是发现了一系列新型吸附剂，如桂皮酸铅、改性碳纳米管等。
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2.2.2氢动力汽车的发展阻力
需使用的是存放液态氢的 大型高压密封箱;
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(3)固定式高压氢气储存设备
主要用于在固定场所储存高压氢气 ,如加 氢站和制氢站内的储气罐 ,电厂内储存高压氢 气的储罐等 。
其特点是压力高 ,固定式使用 ,但是重量 的限制不严的，一般都采用较大容量的钢制 压力容器。
故其容器内氢气的储存量大 , 一旦发生泄 漏爆炸事故 ,有可能造成严重损失和人员伤亡。
随着轻质高压储氢技术的发展 ,高压储氢技术 已得到快速发展。世界上绝大多数从事燃料电池汽 车研究的公司 ( 如通用、三菱、 DaimlerChrysler Ford 等) 均将高压氢气作为燃料电池汽车的储氢方 式。
13
1.3.2主要高压氢气储运设备简介
根据生产和使用的不同应用方式 , 高压储氢设备 大致可分为 :
32
但低于汽油和煤油； 高压储存技术仍在发展中
需要极好的绝热容器以维持低温； 生产过程耗能较高，成本高； 有蒸发损失； 能量密度低于液体化石燃料
重量大； 性能随时间退化； 目前阶段价格昂贵； 加氢时需冷却循环过程
可以有很高储存密度，
处于研发阶段；
碳材料储氢
质轻；价廉
未充分证明其可行性
8
1.2氢气储存材料简介
22
1.4.2加氢过程中的风险控制
高压储氢时的加氢过程是一个储 氢气源与使用单元的物质和能量交换, 使大量的高能气体进入到空气瓶中的 过程。如果在这一过程中没有掌握好 操作和密封问题 , 就有可能导致储氢 设备出现危险控制
输运和车用的储氢设备必须考虑动载荷对设 备本身的影响 ,设备要做减震的措施增强保护。
氢气储存材料的性能分析：
氢有气态、液态和固态三种储存方式。 气态储存的安全性差, 储氢的体积密度较小;
液态储氢的体积密度大, 但由于氢气液化要冷却到 20 K 的超低温下才能实现, 因此能耗大、成本高;
而利用吸氢材料与固体反应生成固溶体和氢化物的固体 储氢方式, 能有效地克服气、液两种储存方式的不足, 因此被研究界普遍看好。
引言
氢能的特性
燃烧性能好 对环境友好 利用形式多样 贮运形式多样
1
氢能的限制
制取方面
储存方面
制取能耗高 产氢率较低 设备成本较高.
成本过高 安全问题 技术要求高
安全性方面
着火范围宽 着火能更低 更容易泄漏 传播速度快
更容易爆炸
2
氢气的储运技术研究现状 及其工程应用
组长：李辉 PPT制作： 邹远辉 PPT报告： 许静 资料收集：曾世荣、曹奇敏、 黄佳平、江生林、彭志权、 张建、鲁钊、陈聪
据报道，在冰岛政府的支持下，戴姆勒—克莱斯勒公 司和壳牌公司1999年初公布了把这个岛国变为世界上第 一个“氢经济”的国家计划——最终用无污染的氢能源取 代所有小轿车、公共汽车上使用的柴油和汽油。德国已 经陆续推出了各种燃氢汽车。
27
28
Linde水冷液氢储罐实际产品及装配汽车照片
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2.2.1氢动力的节能优势
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1.2.2有机储氢材料
碳基材料：具有优良的储氢性能，储氢过程是通过物理吸附来实现的该材料 的物理吸附性能与其表面积的大小密切相关。碳基材料由于具有高的比表面 积和多孔结构使其具有储氢容量大、吸放氢条件温和等良好的储氢性能。
有机化合物材料：有机化合物储氢材料是近年来材料研究的一个新的方向。 在对碳基材料的研究中, 研究者发现,具有大的比表面积和对氢的高的吸附结 合能是决定吸附型材料性能的两个关键因素。于是人们努力寻求具有这类性 质的有机分子材料。
目前的一些储氢材料和技术离氢能的实用化还有较大 的距离，在质量和体积储氢密度、工作温度、可逆循 环性能以及安全性等方面，还不能同时满足实用化要 求。
5
1.1氢气储运方法简介
物理法:液氢储存、高压氢气储存、活性炭吸附储存、
碳纤维和碳纳米管储存、玻璃微球储存、
储存
地下岩洞储存等
化学法:金属氢化物储存、有机液态氢化物储存、
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(1)车用高压储氢容器
是燃料电池汽车或氢内燃机汽车上用于储存高压 氢气的容器。与车用天然气储存容器相比 ,其工作压 力更高。
目前国际上车用储氢容器主要朝着轻质、高压的方 向发展 ,致力于提高效率 ,增加容器可靠性、降低成本、 制定相应标准、结构优化等方面的工作.
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美国QUANTUM公司开发的第4类车用压力储氢装置
有机液体储氢材料：借助不饱和液体有机物与氢的加氢和脱氢反应来实现的。 目前常用的有机液体氢化物的储氢剂有苯和甲苯, 有机液体氢化物储氢材料 巨大的储氢容量使其具有广阔的前景。
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1.3高压氢气储运设备简介
1.3.1现有储氢方式的对比:
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1.3.2高压储氢的商业化发展：
高压储氢虽然在储氢密度方面受到一定的限制 ,但仍具有储氢设备结构较为简单、压缩氢气制备 的能耗低、充装速度快等优点。
有： 氢在燃气轮机发电系统中的应用 氢在内燃机中的应用 氢在燃料电池中的应用
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2.2氢气的工程应用示例（氢动力汽车）
汽车是人们生活中的重要交通工具，而汽车排放的 尾气又是造成日益严重的环境污染的重要原因，为此， 人们急需寻找一种代用燃料。科学家经过几十年的精心 研究发现，用氢燃料电池作汽车动力无污染环境的有害 成份。因此，使用氢燃料电池的汽车才是名副其实的 “绿色燃料”汽车。
注：该装置一次可储氢3.1 kg，装配于GM的HydroGen3汽车上，行驶 里程为170英里。
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(2)高压氢气的运输设备
主要用于将氢气从产地运输到使用地或 加氢站。有的用大型高压无缝气瓶、 “K ”bottle 气瓶盛装氢气 ,并用汽车运输 ; 有的直接用高压氢气管道输送。管式拖车 用旋压成型的大型高压气瓶盛装氢气。
19
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1.4高压氢气储运设备的风险控制
按照 《特种设备监察条例》的规定 , 高压氢 气储运设备属于特种设备 ,其风险很大 ,必须采取 有效的措施进行控制。
提高设备的本质安全性
三方面 加氢过程中的风险控制
加氢过程中的风险控制
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1.4.1提高设备的本质安全性
主要方法有： （1）结构设计 （2）应力控制 （3）超压保护
储
无机物储存、铁磁性材料储存等。
运
压缩氢气
运输
(主要） 压缩液氢
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氢气储存主要方法的比较
储氢技术
压力容器储存
液氢储罐
金属氢化物 储氢
优点
200atm以下技术熟； 使用广泛； 成本低
技术完全成熟； 储氢密度大
某些技术已得到应用； 固态储存；
无外形限制； 热效应可加以利用
不足
200atm时储氢量少； 高压下能量密度可于液氢媲美，
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outline
一、氢气的储运设备研究的现状
1.1氢气储运方法简介 1.2氢气储运材料简介 1.3高压氢气储运设备简介 1.4高压氢气储运设备的风险控制
二、氢气的工程应用
2.1氢气的工程应用概述 2.2氢气的工程应用示例（氢动力汽车）
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一、氢气储运技术研究现状
氢的储运技术是开发利用氢能的关键性技术，如何有 效地对氢进行储存，并且在使用时能够方便地释放出 来，是该项技术研究的焦点。
由于震动等的影响 ,这类设备的阀门可能会 受到一定的影响 ,配备在输运和车用上的储氢设 备必须进行严格检查后才能使用。
除了在储氢设备中要进行安全状态监控 ,还 应在驾驶室、车体外部增加气体探测器等。
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二、氢气的工程应用
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2.1氢的应用概述
目前氢气的主要用途是在石化、冶金等工业中作为重要原料， 此外Ni-MH电池在手机、笔记本电脑、电动车方面也获得了广泛的 应用。对于未来的“氢经济”而言，氢的应用技术主要包括：燃料 电池、燃气轮机(－蒸汽轮机)发电、内燃机和火箭发动机。普遍认 为，燃料电池是未来人类社会最主要的发电及动力设备。主要应用
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1.2.1无机储氢材料
基于镁基合金材料：储氢合金是指在一定温度和压强下, 能可逆
地大量吸收、储存和释放氢气的金属复合物。其储氢机理是氢分子被 吸附在金属表面后, 离解成氢原子嵌入到金属的晶格中形成氢化物。 合金作为储氢材料, 具有储氢量大, 安全可靠, 无污染, 可重复使用等 特点。
无机氢化物储氢材料：近年来, 无机储氢材料由于具有相 对较高的储氢质量比和良好的吸放氢性能而备受青睐, 其 储氢机理是碱金属和氢反应生成无机金属氢化物, 这种氢 化物受热或者与水反应可以分解放出氢气。
高昂的成本问题。如天价 般的使用成本同样使得人 们望而却步;
氢的生产量低，还远远跟 不上“氢时代”的到来.
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2.2.3氢动力汽车的前景
氢燃料电池车的优势毋庸 置疑，然而劣势也是显而易见， 成本问题依然是阻碍氢燃料电 池车发展的最大瓶颈。
但是，我们相信，随着科 技的进步，现在困扰氢燃料电 池发展的诸如安全性、氢燃料 的贮存技术等问题一定逐步攻 克并不断完善的。所以，氢动 力汽车前景无限。