关于氢能储运设备相关问题的探讨【钜大锂电】

纵观世界能源工业发展史，自人类钻木取火进入“柴薪时代”；到煤炭在19世纪80年代超过柴薪终结“薪柴时代”进入到“煤炭时代”；再到1886年的工业革命，油气取代煤炭成为世界第一大能源，人类又从“煤炭时代”进入了“油气时代”；现在又从“油气时代”向“氢能时代”迈入，预期在21世纪中叶人类将进入“氢能经济”时代。

经济的发展，离不开商业的运作。就目前能源市场来看，过剩能源的合理利用和实现能源商业价值息息相关。据了解，我国目前存在大量的过剩能源，有将近1000亿左右的弃光、弃水、弃风等过剩能源。如何合理利用这些过剩能源，是我国首要考虑的问题，这也是我国为什么要发展氢能产业的主要原因。

发展氢能产业，就要大量使用氢，可是氢怎么储存，是我国面临的瓶颈问题。目前，全球储氢的方式主要有固态储氢、液体储氢、高压储氢、液态储氢等几种方式。尽管有多种储氢方式，但在商业运营层面上，我国还没有液体储氢和固体储氢的应用。在我国加氢站，基本都是物理高压固态储氢的方式。

储氢设备基本情况

高压气态储氢的储氢密度在1.0%-5.7%之间，在高压下将氢气压缩，以高密度气态形式储存。这种储氢方式，成本较低、技术成熟、充放氢快、能耗低、易脱氢工作条件较宽。但体积储氢密度低，体积比容量小，存有泄漏爆炸的安全隐患。因而得进一步提高储罐的储氢压力和储氢质量密度；改进储罐材质，向轻量化、高压化、低成本、质量稳定的方向发展。这是目前发展较为成熟、较为常用的储氢技术，也是车用储氢主要采用的技术。

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低温液态储氢的储氢密度在5.7%-10%之间，利用氢气在高压、低温条件下液化，体积密度为常温常压气态时的845倍，其输送效率高于气态氢。这种方式体积储氢密度高、液态氢纯度高。但是液化过程耗能大、易挥发。要想提高保温效率，须增加保温层或保温设备，克服保温与储氢密度之间的矛盾；减少储氢过程中，由于氢气气化所造成的1%左右的损失；降低保温过程所耗费的相当于液氢质量30%的能量。这种方式主要应用于航天特种领域、适合于超大功率商用车辆。

固态储氢的储氢密度在1.0%-4.5%之间，利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢储存于固体材料中，不需要压力和冷冻。这种方式体积储氢密度高，操作安全方便，不需要高压容器，具备纯化功能，得到氢纯度高。但是质量储氢密度低，成本高，吸放氢有温度要求，抗杂质气体能力差。提高质量储氢密度，降低成本及温度要求。应该是未来重要的发展方向。

有机物液态储氢的储氢密度在5.0%-7.2%之间，是基于不饱和液体有机物在催化剂作用下进行加氢反应，生成稳定化合物，当需要氢气时再进行脱氢反应。这种方式储氢密度高，通过加氢、脱氢过程可实现有机液体的循环利用，成本相对较低，常用材料（如环己烷和甲基环己烷等）安全性较高。但是氢气纯度不高，有几率发生副反应，产生杂质气体，而且成本较高，须配备相应的加氢、脱氢装置；脱氢反应常在常温下进行，催化剂易结焦失活。所以需要提高低温下有机液体储氢介质的脱氢速率与效率、催化剂反应性能，改善反应条件、降低脱氢成本及操作速度。这种方式可利用传统石油设施进行运输和加注。

储氢设备存在的问题

从设备的损伤模式来看，常规的设备有以下几种方式，一是腐蚀减薄，碳酸、硫酸包括土壤腐蚀；二是硫化物、碳酸盐氨腐蚀；三是机械疲劳，造成的开裂，包括高温的腐蚀；还有就是材质劣化，不锈钢腐蚀等。如今很多储氢设备没了放开，这跟氢的损伤模式没有完全修复有直接的关系。