扫一扫,关注我们
发布时间:2021-08-20作者:科谷摘编
固态储氢改变氢气高密度储存和安全应用两个难题,究竟是如何实现的?氢气的储运难题一旦获得解决,氢能源将在哪些领域发挥作用?带着这些问题,科技日报记者5月22日采访了江苏省产业技术研究院集萃先进能源材料与应用技术研究所所长周少雄博士。
近年来,世界各国在固态储氢应用和新型储氢材料的研发上取得了诸多进展,成熟的储氢材料已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用,德国一家公司甚至将固态储氢系统用于燃料电池潜艇中。
据周少雄介绍,他们最新研制的含镁储氢材料,储存容量可达每立方米110千克,远超美国能源局提出的储氢“终极目标”,但是制约其应用的是放氢温度过高,需要达到250℃以上。目前,科学家正通过各种方法来调控其热力学、动力学和循环寿命性能,希望可以早日实现商用。
氢气变身“固态油箱”或改变未来能源格局
日本丰田、韩国现代等企业投入巨资、耗时数十年研发氢能源汽车,但受制于加氢站建设的瓶颈,市场推广并不顺利。
“由于氢能储运问题没有解决,燃料电池成本较高,所以氢能源汽车还处在政府补贴、示范运行的阶段。”周少雄说,当固态储氢材料得到发展后,氢能利用将会有极大地改变。
比如,将固态储氢装置与燃料电池一体化集成,可充分利用燃料电池余热,吸热放氢,降低系统热能消耗,使得整个燃料电池动力系统的能源效率得以提高。
“目前,我们已建成国内唯一一条年产800吨储氢材料的生产线,并与九号公司、永安行等企业开展合作,推出固态储氢动力系统的摩托车、电动自行车等。”周少雄告诉记者,低温固态储氢材料技术成熟,成本可控,整套装置全部实现国产化,无需政府补贴也可以实现商业化应用。
周少雄介绍,他们开发的以固态储氢为氢源的百瓦级氢燃料电池发电系统,只需55克氢气就能驱动自行车行驶80公里,而这55克氢气就储存在一个普通矿泉水瓶大小的罐子里,储氢压力仅相当于普通气球。
周少雄大胆预言:“固态储氢罐可以做成像干电池一样的产品,未来可在便利店或超市随处购买,也可以将使用完的氢能源空瓶放置存储箱,由快递员每日更换。”
未来,解决了储运难题,氢能的应用不仅是备受关注的燃料电池汽车,还包括氢能发电、工业应用及建筑应用等,不仅可以作为建筑热电联供电源、微网的可靠电源与移动基站的备用电源,还能够与数字化技术结合,让以固态储氢为氢源的氢燃料电池动力系统在无人驾驶、军用单兵、深海装备等诸多领域发挥重要作用。