氢水合固态储存技术探讨

高效储氢是氢能利用技术中须要研究解决的关键问题之一.储氢材料是储存和运输氢能的载体,通过可逆地吸放氢气,实现氢能的储存和释放.文章探讨了水合物作为储存和运输氢能的载体的可行性,分析了氢水合固态储存的主要影响因素.     

氢存储技术

日益严峻的能源危机和环境污染，使得发展清洁的可再生能源成为各个国家的重要议题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体。氢的储存是发展氢能技术的难点之一。文章介绍了高压、液化、金属氢化物和碳质吸附等储氢技术的研究现状，并对储氢技术的发展趋势进行了讨论。     

世界氢能储运研究开发动态

电能不能以原有形式储存,为应对需求的波动,可将其用于制成别的化学物质的形式储存电能,需要时再用该化学物质生产电能而得到利用。从生产、储存、利用的观点出发,氢即是人们所希望的这种物质。但大量使用氢的场合必须解决液化、爆炸、脆化等问题。寻找作为氢载体的媒体,如甲基环己烷(MCH)、氨等,在一定程度上可弥补氢的缺点。氢能载体要求储氢密度高、吸收氢速度快、操作条件好、可逆性好、寿命长。日本氢载体的研究开发取得了较大进展。日本2014年开始实施的SIP计划,对液态氨、MCH、氨各个载体进行了载体的制造、运输、储存、利用等研究开发。中国随着可再生能源发电的高速发展,氢能利用也十分活跃,氢的储存、运输也成为重要课题。正在进行研究开发的氢能储运技术有不饱和芳烃催化加氢与脱氢技术、水氢技术,还有通过蓝色LED灯和金属钴协同催化的室温氮杂环化合物释放氢气新技术,以甲醇为储氢介质的技术,金属有机骨架材料在储氢材料领域取得突破。其他国家开发的氢能储运技术有:CSIRO的氢-氨转换技术,硼-氦基液态储氢材料和USC的甲醇储氢新技术等。     

氢能制取和储存技术研究发展综述

综述了氢能制取和储存技术研究的最新发展现状。生物质制氢、太阳能热化学循环制氢、太阳能半导体光催化制氢、核能制氢等技术具有资源丰富、使用可再生能源的优点,能克服传统电解水制氢能耗高和矿物原料有限的缺点,成为提高制氢效率、实现规模生产的研究重点。加压压缩储氢技术的研究进展主要体现在改进容器材料和研发吸氯物质方面;液化储氢技术研发重点是降低能耗和成本;金属氢化物储氢技术正努力突破储氢密度低的难题。氢能制取、储存技术正在走向实用阶段,重点技术方向是以水为原料,实现大规模、经济、高效和安全地制氢储氢,推动氢能可持续和洁净的利用,促进能源安全。     

有机液态氢化物可逆储放氢技术的研究现状与展望

以甲基环己烷－甲苯－氢（MTH系统）与环己烷－苯－氢（CBH系统）为例介绍了有机物可逆储放氢技术的特点与研究现状。研究表明，该技术作为大规模、长期性的氢能储存和运输手段，作为随车脱氢为汽车提供氢燃料或为氢燃料电池提供氢源，以及用于化学热泵等在技术上都是可行的，但问题的关键是如何提高过程的释氢效率，特别是低温下的释氢效率，开发低温高效脱氢催化剂和采用膜催化反应分离技术是提高释氢过程效率的可行方法。水电解－有机氢载体电化学加氢－氢载体膜催化脱氢技术路线有望改善系统储氢效能，实现氢的高能量密度储存。     

有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景

在“双碳”战略目标背景下,氢能产业在深度和广度上都获得了高速发展,上游制氢资源丰富,下游用氢市场广阔,由于跨地区氢能供需失衡,中游氢能储运已经成为氢能产业链的短板,严重制约了氢能产业的进一步发展。在这种情况下,有机液体载氢（LOHC）储运技术应运而生,以一种化学储氢方式完美克服了高压气态储氢、低温液态及固态等物理储氢方式的缺陷。与其他氢能储运技术相比,LOHC储运技术在安全、成本、技术、效率等方面具有突出的优势,有望补齐氢能储运的短板,完善氢能产业链。本文对三种主要LOHC储运技术,从工艺原理、储氢载体、综合成本、科研发展等方面进行比较分析。认为甲苯、N-乙基咔唑和二苄基甲苯等三种LOHC储运技术已完成了理论研究、实验验证及中试放大等工作,技术趋于完善,具备了工业化推广应用的条件。在未来展望角度上,对包括大型氢能储运基地和分布式脱氢加氢一体化站在内的两种LOHC储运技术的新型应用场景进行了分析,并梳理了目前LOHC储运技术研究面临的问题和研究方向,并提出了希望和建议。     

新型汽车替代燃料——氢能的开发与应用

对氢的制备方法、储存进行了详细的介绍,同时简述了氢能在清洁汽车中的应用情况,并对未来氢能的发展进行了展望。     

氢——未来的绿色燃料

石油燃料在几十年内逐渐耗尽,而燃料电池以其高效、清洁的特点将会成为未来交通的推动力.本文对可再生绿色能源载体--氢的研制方法进行了研究,详细阐述了两种制氢的工艺过程--热化学工艺和电解水工艺过程.给出了氢气的四种储存方法,其中金属氢化物和碳质吸附储氢两种方法,由于安全可靠,储存效率较高,是目前广泛研究的储氢方式.本文综述了氢能系统的各项技术,并对未来的发展趋势作了展望.     

氢能利用与制氢储氢技术研究现状

介绍氢能的利用方式与发达国家的氢能规划,综述了几种工业制氢方法和储氢技术及其主要特点,并探讨目前的制氢储氢技术对未来氢能开发利用的影响。     

氢能与燃料电池能源系统

基于对世界能源需求、氢能的特点和应用的分析,论证了氢能作为替代能源和未来主要能源构成的现实性;通过对氢气制备与储存技术和燃料电池技术进展的简要分析,论证了氢能利用的可行性;介绍了三种燃料电池能源系统;简论了氢经济转化的主要障碍是燃料电池技术发展和氢能基础设施建设。     

Membrane based purification of hydrogen system (MEMPHYS)

A hydrogen purification system based on the technology of the electrochemical hydrogen compression and purification is introduced. This system is developed within the scope of the project MEMPHYS. Therefore, the project, its targets and the different work stages are presented. The technology of the electrochemical purification and the state of the art of hydrogen purification are described. Early measurements in the project have been carried out and the results are shown and discussed. The ability of the technology to recover hydrogen from a gas mixture can be recognized and an outlook into further optimizations shows the future potential. A big advantage is the simultaneous compression of the purified hydrogen up to 200 bar, therefore facilitating the transportation and storage.     

燃料电池车车载储氢系统的技术发展与应用现状

综述了燃料电池车车载储氢系统技术，包括高压氢、液氢、金属氢化物、低温吸附、纳米碳管高压吸附以及液体有机氢化物等的研究进展及其车载应用现状。参照燃料电池车对车载储氢系统单位重量储氢密度与体积储氢密度的目标要求，对目前已应用和处于研发阶段的一些储氢技术的性能指标和存在问题进行了分析讨论。同时对目前该领域的若干新的研究报道，如超高压轻质复合容器、混合储氢容器、b.c．c．储氢合金、超级活性碳和“浆液”双相储氢等，也作了简要介绍。     

生物质流化床气化技术应用研究现状

按所得产品不同,可将生物质气化技术分为制氢、发电和合成液体燃料3大类。文章介绍了生物质流化床水蒸气气化制氢、催化气化制氢和超临界水气化制氢的工艺特点;分析了生物质流化床气化发电的技术、经济可行性;简述了生物质流化床气化合成液体燃料的研究现状;指出气化产出气化学当量比调变、焦油去除问题和合成气净化是生物质流化床气化技术应用的主要瓶颈,认为定向气化是今后研究的主要方向。     

加氢站流程和配置技术现状与展望

加氢站（HRS）是氢能高效利用的重要环节,是促进燃料电池汽车行业发展的重要基础设施。本文介绍了外供氢加氢站一般系统流程及配置方法;整理了国内外关于系统流程的优化措施,其中包括常规系统的部件（如长管拖车、站侧储罐配置及预冷系统）的配置优化,以及非常规部件的新型系统（如喷射器、涡流管或膨胀机）的集成;最后对未来优化方向进行了展望。     

超临界水中生物质气化制氢的反应路径

超临界水中生物质气化制氢技术因其具有良好的环保性、产氢高等特点已成为氢能领域的研究热点之一。文中对超临界水中生物质气化制氢反应路径的研究结果进行了总结，归纳了生物质及其模型化合物葡萄糖在亚临界和超临界水中分解气化的可能的反应路径以及反应过程中产生的一系列中间产物，讨论了影响反应的主要因素。     

Hydrogen storage technology: Current status and prospects

储氢技术作为氢气生产与使用之间的桥梁,至关重要。本文综述了目前常用的储氢技术,主要包括物理储氢、化学储氢与其它储氢。物理储氢主要包括高压气态储氢与低温液化储氢,具有低成本、易放氢、氢气浓度高等特点,但安全性较低。化学储氢包括有机液体储氢、液氨储氢、配位氢化物储氢、无机物储氢与甲醇储氢。其虽保证了安全性,但其放氢难,且易发生副反应,氢气浓度较低。其它储氢技术包括吸附储氢与水合物法储氢。吸附储氢技术的储氢效率受吸附剂的影响较大,且不同程度的存在放氢难、成本高、储氢密度不高等问题。水合物法储氢具有易脱氢、成本低、能耗低等特点,但其储氢密度较低。在此基础上,本文基于现状分析,简要展望了储氢技术今后的研究方向。     

太阳能制氢关键技术研究

围绕太阳能制氢技术展开论述,首先,介绍太阳能制氢技术的研究现状;其次,对于太阳能制氢技术尤其是光催化制氢技术及热化学循环分解水制氢技术,分别从技术原理、关键材料、技术难点等方面进行详细的论述;最后,对太阳能制氢技术研究给出结论及建议,旨在为未来太阳能制氢技术的研发布局和产业技术突破提供参考和思路。     

固态储氢技术的研究进展

综述固态储氢技术的研究进展,包括储氢材料、储氢装置及其应用现状。部分储氢合金已成功用于固态储氢装置中,开发温和吸放氢条件下新型高容量可逆储氢材料是当前研发重点;储氢装置的优化设计可有效改善装置的快速传热特性,安全性能也得以保证,储氢装置已在分布式供能、机动车等领域得到示范应用,但还需进一步实现储氢系统快速响应、安全可靠和高储氢密度的协调统一。     

应用于平抑风功率的燃氢燃气轮机储能系统控制策略研究

储能技术可用于提高风电并网能力,因此其储能系统及控制策略成为研究热点。提出将燃氢燃气轮机作为储能系统主要部分,低通滤波器结合模糊控制作为其平抑风功率的控制策略。通过设定储氢罐容量,对15台1.5 MW风机的历史风功率数据进行了处理。结果表明：低通滤波器结合模糊控制能有效平抑风功率至限制值,实现平抑指标,并得到储氢罐容量的设置限制;可实现储能时燃气轮机不工作,耗能时燃气轮机工作,当储氢罐容量为0.017 m³时,燃气轮机输出功率为0.1 MW。在将燃气轮机作为平抑风功率的储能系统时,需将燃气轮机的启停控制作为今后的研究重点。