储氢技术国际最新进展

2017年12月06日16:46  来源:人民网
 

人民网12月6日电 今天,第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会在广东佛山举行,法国液空公司副总裁Herve Barthelemy就《储氢技术国际最新进展》发表了主题报告。

以下为报告全文:

各位女士们、先生们,我今天非常荣幸能够在这个论坛上发言,我今天讲的储氢技术。我简单介绍这个主题,再讲讲压缩氢能的储存,以及液态氢的储存。我是法液空工作,比如在制氢、供应链、终端市场的应用上都有一些业务,在储氢方面对于我们来讲用户、客户是非常重要的,包括拖车以及其他应用领域。

讲到储氢方面,这也是我刚才要介绍的,包括压缩储氢、低温压缩部分,还有固体的储氢部分。我们先讲压缩储氢,其实郑津洋教授已经讲了很多这方面技术了,我就不再花很多时间做过多介绍,我们是用一型的储氢罐,就是钢和铝做的金属储氢罐,我们这几年也开始做复合储氢罐,重量比较重,所以可能在很多应用方面应用不是很高,现在主要是加氢站在这部分储氢罐产品,缠绕型的产品是比较薄。三型、四型也有比较多的应用场景,比如在拖车当中。我们这个行业主要经验是做一型的储氢瓶里面,我们主要从事一型产品的研究和生产。

我刚才还没有讲到第五类型的储氢罐,就是没有内胆的。这是第四种类型的储氢瓶,其中的塑料有易碎的问题,这也是需要解决的问题。另外,塑头是金属的,要把它加到储氢瓶上,可以通过粘贴,这也是这类氢气瓶的挑战。比如我们用完全缠绕,这样防止气瓶的碎裂等等。那么,这张主要从氢气瓶生产制造当中碰到的问题介绍,因为压力的过大可能造成气瓶的破裂,因为压力的问题所以也会造成一些疲劳问题,所以这个问题也是需要我们考虑的。还有一些技术参数,比如内胆用哪些技术、材料,特别是四型要考虑料问题。还有一些内胆破碎的问题,以及我们要管理加氢过程当中的温度,因为这是复合材料,它能够承受的最高温度有上限。

塑头和内胆连接也是一个很重要的连接问题,包括耐用性、承受的压力,这也是我们需要经常应对的问题。还有静压、循环压力的问题,另外还要考虑环境、抗火烧的设计等等。我们再来到气体渗透问题,气体渗透本身不是一个太大的问题,因为我们在高压环境中损失的氢气很少,但是我也讲到内胆爆破时可能会出现比较严重的问题,在内胆和外部的复合材料如果出现内胆变形就会泄露大量的氢气气体,我们当然也有一些技术可以应对这个问题。

我们要保证氢气的质量,就要控制水的比例在5个PPM之内,这就意味着你要有一个干燥的过程,确保水的含有在雾道中不是太高。另外一个重要问题,即复合材料内胆面临的问题,比如用碳纤维的材料要抗击机械的冲力,这也是一个很重要问题。因为碳复合材料通常比较易损,如果受到外界的冲力就容易变形,我们在国外有一些研究。我们通过这个研究,发现有一种方法可以控制承受压力的范围,可以看到不同料的内胆可以承受多大程度的压力。因为时间有限,所以我只能快速总结一下。

另外是火烧的测试,我们要符合材料抗火烧方面的能力,在欧洲我们也进行了一些实验进行相关问题研究,我觉得在火烧情况发生时,你要考虑内胆能否应对?这张总结了从1-4型不同气瓶各有优劣,一型气瓶非常成熟了,二型有压力问题,重量控制得不太好,但是可能在加氢站应用比较广泛。三、四型可以应用于比较轻型的场景当中,当然有成本、规模的问题。

我快速讲一下液态氢的储存,因为1L的液体相当于800L气体的储存,这可以大大的提高储氢效率,但是液化会损失能源。这是我们一个低温储氢设备,我们法液空的一个技术,右边的图可以庸用于氢供应链当中的环节,这里有一个比较高效率的压力泵,放在一些储氢的车上,这是一些比较具体的参数。我们做了很多研究,包括脆弱性的问题,我们看到很多马氏体的形成,比如降到50度或者100度的时候,它们的情况不一样。我们看一下顶部是非常空的,温度可能是-150度的情况,主要的问题需要我们考虑的,首先我们要考虑机械、化学的变化,会非常容易膨胀、压缩的情况。

同时不同的材料导热性不一样,我们实际已经研究了奥氏体的不锈钢、铝合金的应用,这些能够和HL2可以共存。最后总结一下,对于低温、压缩是比较成熟的技术,我们在不同的压力下进行储存,我们对于高压的复合材料储存,以及液体氢储存,都是我们技术的技术方向,以及搭建了法法规框架,同时我们考虑延长它的寿命,起码用20年甚至以上的时间,但是由于技术限制,现在它的使用寿命是非常短的,如果大家有什么问题,也欢迎大家跟我提问。谢谢大家! 

(责编:刘然、杜燕飞)