
因為氫能源能量密度比汽油高三倍,加注速度與汽油相當,用于驅動燃料電池車,環保無污染,因此被認為是電動汽車節能減排的最終解決方案。與鋰電池不同,氫燃料電池的能量密度不僅依賴于電堆本身,而且依賴于它的儲存方式。為此,氫氣儲存環節成為氫燃料電池汽車發展的關鍵環節。
目前主要的儲氫方式中,高壓氣態儲氫存在壓力高、體積儲氫密度低、安全性差等問題。但是,液態儲氫技術雖然儲氫密度高、安全性好,但工藝復雜、投資大、運行費用高。
一家北京公司主要從事固體儲氫材料和儲氫解決方案。以稀土儲氫材料為原料制成金屬氫化物儲氫裝置,可實現高密度、安全、無能耗儲氫,主要用于燃料電池和燃料電池汽車,氫氣廠氫氣提純及儲存運輸,氫氣增壓(氫泵)及加氫站,測試儀器、集成電路和半導體生產、粉末冶金、熱處理等的供氫,氫醫學健康應用產品的開發等。
其固體儲氫的原理,就是利用儲氫合金在一定溫度和壓力下可逆吸放氫氣,使高壓儲氫向70兆帕方向發展。浩運金能的固態儲氫裝置可以實現3兆帕以下的低壓高密度儲運,同時由于放氫速度受溫度控制,安全性大大提升。
由于充填了金屬儲氫材料,固態儲氫裝置的重量儲氫密度會受到一定的影響,但是其體積儲氫密度可超過30kgH2/m3,目前該裝置應用在載重型車輛上已經具備一定的優勢。
儲氫裝置的結構設計十分重要,由于儲氫合金吸放氫過程中存在著明顯的熱效應,即吸氫時放熱、放氫時吸熱,而儲氫合金導熱性較差,不能將熱能及時傳導出去,導致吸收氫反應減緩甚至停止,應保證裝置內熱交換的有效性和氫氣流動的暢通。
儲氫材料已成功地應用于一汽、二汽、豐田、本田等汽車廠家。豐田普銳斯混合動力汽車每輛儲氫合金8公斤,目前銷量已超1000萬輛,用量可觀。
北京浩運金已通過自建與合建生產線的方式,實現了年產3000噸儲氫合金材料的生產能力。從性能上看,浩運金能儲氫合金材料的容量已經超過350mAh/g,電池放電倍率已經達到30C,可在-40℃至+80℃之間使用。
雖然氫氣儲存裝置目前為燃料電池配套的供氫量還不大,浩運金能也在積極儲備產能,為氫燃料電池汽車春天的到來做好準備。
目前儲氫裝置應用領域廣闊。在軍方或地下工事電源等細分市場,固態儲氫的安全、高密度儲存優勢幾乎不可替代。且已經成功應用于氣相色譜儀、燃料電池和氫原子鐘等作為配套氫源,以及航空航天熱處理、人造金剛石、半導體和集成電路制造的保護氣等方面,具備配套精密儀器的能力。
看中了氫燃料電池汽車的風口,包括神華、華能、國網等電力公司,已在積極布局商業加氫站和車用氫能項目,而浩運金能已開始向游產業鏈供貨進行配套測試,不斷提高儲氫材料和氫氣儲存設備的性能,計劃在兩年內實現大規模生產,包括凈化裝置、氫壓縮機等產業鏈配套設備。
在發展可再生能源的同時,也可以利用氫能來構建風光電能源系統。利用可再生能源獲取電能和氫,氫通過燃料電池發電,從而實現了整個能源網絡的互聯互通。
往期精選回顧: