碳纤维复合材料高压储氢容器研究与结构设计

氢能的储运技术是氢能利用的关键环节之一。对车用燃料氢气的储存技术进行了综述和比较,提出高压储氢是氢气储存的主要方向之一。阐述了碳纤维复合材料高压容器的技术原理和结构特点,通过改进压力容器的结构形式,达到防止氢气渗漏、延长容器使用寿命、提高系统储氢量等综合性能。     

扁平钢带交错缠绕式高压储氢容器的安全可靠性分析

氢能是近年来研究较多的清洁新能源之一。在氢能利用上,氢的安全储运是整个氢能利用的关键技术之一,而氢的储运目前仍然以高压储氢为主,高压储氢容器是氢的储运关键核心设备。扁平钢带交错缠绕式高压容器以其制造成本低、可靠性高、易于实现在线监控、失效具有抑爆等特点而有利于应用在高压储氢。从该类容器的环向强度、轴向强度、钢带预应力控制、疲劳强度、抑爆性能和在线监控等方面用实例加以分析。     

加氢站钢带错绕式高压储氢容器检验相关问题探讨

钢带错绕式高压储氢容器在加氢站中普遍存在,其储存压力高,介质易爆易燃,且储存氢气的容器材质有可能发生氢脆,存在潜在的泄漏和爆炸危险。总结加氢站用储氢压力容器的基本特性,针对其存在的安全隐患,对钢带错绕式高压储氢容器提出相关检验建议。     

轻质高压储氢容器

氢的储运是氢能发展的关键技术之一。轻质高压储氢是一种切实可行的氢能储运方法。结合纤维缠绕气瓶和高压储氢容器的国内外最新研究进展,介绍了轻质高压储氢容器的结构、设计方法和有待深入研究的若干问题。     

氢能未来与储氢金属材料技术

氢能是21世纪的重要二次能源。介绍了氢气的储运技术，特别是金属氢化物储氢技术的原理和特性。简要介绍了由普通氢气制备高压高纯氢气的装置和工艺流程。     

高压储氢罐不同位置泄漏扩散的数值模拟研究

随着氢能广泛的应用,储氢容器将日益增多,泄漏破坏等事故将不可避免.今建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.通过对高压储氢罐不同位置发生泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性.对比数值模拟结果,认为储氢罐侧面与底面位置发生泄漏时,其危险性要远大于储罐顶部发生泄漏.通过数值分析,得出了该模拟条件下的危险区域在射流方向的传输距离与时间的近似关系公式.数值模拟结果可以为加氢站等场所处理氢气泄漏事故提供参考.     

固体储氢材料的研究进展

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状,论述了几种固体储氢材料的研究进展,包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料,并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路,而镁基固态储运氢技术的发展,将可能实现氢气安全高效及大规模储运。     

氢能发展的意义及储氢技术现状

本文对氢能发展的意义进行了介绍，阐述了我国近几年在氢能源发展和氢燃料电池车方面的相关支持性文件。并针对氢能储运环节，分别介绍了国内高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢和有机液态储氢四种方式的发展现状以及标准研究现状。     

多层包扎式储氢压力容器研究进展

氢能具有能量密度高、污染少等特点，其储存与利用对于我国实现“双碳”目标具有重大的意义。层板包扎式压力容器是一种广泛应用于加氢站、制氢站和电厂的储氢装置，具有制造难度低、生产成本低和避免深焊缝对容器产生危害等优势，同时其实际应力分布状态是目前的研究难点。固定式高压储氢容器从结构和制造工艺主要分为绕带式和层板包扎式两类，对于绕带式储氢容器的研究和应用报道较多，而对层板包扎式储氢容器的研究和应用报道很少。为了推广这项技术，依照国内储氢工程现状，兼顾个性与共性问题，从材料、结构、设计方法、制造等方面综述了层板包扎式储氢容器的研究进展。     

有机液体储氢材料的研究进展

氢气是一种清洁、高效的能量,被视为最具发展潜力的清洁能源,其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等,本文综述了其中受到广泛关注的有机液体储氢材料,分析了多种有机液体储氢材料的储氢原理与特点,认为有机液体储氢容量大,可循环使用,更加高效安全。主要介绍了环己烷、甲基环己烷、十氢萘、咔唑和乙基咔唑等,重点对目前的国内外研究现状进行了阐述。根据分析结果,对其发展前景进行了展望,指出如果利用工业上能够大规模获取的化学原料,如萘系多环芳烃,开发高效低成本加氢脱氢催化剂,研究最适宜的加氢与脱氢条件,可大幅降低储氢成本,有利于氢能的大规模应用与发展。     

水合物储氢的研究进展

氢作为一种清洁能源,越来越受到人们的重视,氢能利用技术的需求日益迫切。氢能的利用关键挑战在于氢气的储运,促进剂作用下氢气水合物可使氢气在相对温和的温压条件下安全、长期地储存,为储氢提供了一种选择。水合物储氢因其安全环保的特性具有巨大的工业化应用潜力,其目前工业化应用的两个关键问题即为储氢密度与储氢速率。本文首先回顾了氢气水合物的研究历程,阐述了几种常见氢气水合物的相平衡数据,然后归纳了不同晶型氢气水合物的储氢密度,最后总结了物理方法强化与化学方法强化对水合物储氢速率的影响,通过对近年来水合物储氢评估与总结,提出了当前水合物储氢存在的问题与未来研究方向,以期为水合物储气的工业化应用和氢气水合物的研究提供参考。     

我国典型城市氢能经济性和低成本氢源探索分析

氢能经济性一直是氢能与燃料电池汽车产业发展关注的重点。本文构建了一种简洁、有效的加氢站氢气成本计算模型,可适用于现阶段已投入运行的加氢站经济性研究计算。应用该成本计算模型,通过实地调研,本文得到了张家口、郑州、盐城、佛山等地典型加氢站的氢气成本,经对比分析可知,由于氢气来源、储运距离、应用端市场规模等现实条件不同,加氢站的氢能经济性具有很大差异。为进一步提升氢能经济性、探索加氢站氢气成本低于40CNY/kg的可行性,本文以张家口市氢气来源于风电电解水制氢的某加氢站为例,详细分析其氢气成本构成情况,得出低成本氢源开发对于降低加氢站氢气成本具有重要意义。本文还根据氢能产业发展现状和在交通领域的应用前景,从降低氢气制取成本、氢气储运成本、加氢站固定资产折旧及运营成本等方面为进一步提升氢能经济性、降低加氢站氢气成本提出建议。     

双壁碳纳米管与定向碳纳米管的储氢性能比较研究

引言氢能以其清洁、高效等优势,被公认为解决能源危机和环境污染日益严重问题的最有前途的可再生二次能源之一。氢气安全、高效的储存和运输已成为氢能利用体系中的瓶颈问题。氢的液态和高压气态储存安全性差、能耗高。金属氢化物储氢的单·位质量的储氢能力较低,储氢过程中合金的活化、     

不同水容积的车载储氢气瓶快充温升研究

高压气态储氢是氢能汽车的主流技术解决方案,氢能汽车加氢操作时间应与燃油车加油操作时间相近.但快充过程伴有较高温升,这将诱发环氧树脂剥离、碳纤维失效及气瓶欠充装等问题,故应准确预测温升并给定可靠的加注策略.因此需要关注不同水容积的储氢气瓶,揭示氢气、复合层压板的温升演化,并给定高精度、宽适用范围的温升预测公式.     

氢能储存技术最新进展

氢能是全球能源技术革命的重要发展方向,在氢能产业发展过程中,开发高效、安全和低成本的氢能储存技术是实现大规模用氢的必要保障和关键。本文综述了当前主流的四种氢能储存技术,即高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢、固体材料储氢的原理和技术特点,分析整理了这几种储氢技术的优缺点,讨论了各类储氢方式的最新研究现状和面临的关键挑战,并对未来储氢技术的优化和发展趋势进行了展望。可以发现,为了提高储氢量,研究人员都将重心放在开发具有成本效益、提高能量密度的储氢技术上。其中,高压气态储氢应着力开发低成本、高性能的碳纤维复合材料,降低Ⅳ型瓶的成本;低温液态储氢应把研究重点放在降低液压成本以及寻求廉价易得的保温材料上;对于有机液态储氢来说,寻求高效催化剂可以大幅度提高其储氢能力;固体材料储氢应着力研发高效催化剂,寻求可以提高氢气与材料相互作用力的途径。政府、企业及科研院应大力推进储氢技术的研究,加速氢能产业发展,早日实现碳中和目标。     

车载储氢技术的发展现状及展望

氢能作为一种无污染的清洁新能源正日益受到重视,氢的存储和运输是氢能发展的关键问题。氢能在汽车上的应用正在得到研究。笔者综述了高压气态储氢技术、金属氢化物储氢技术、物理吸附储氢技术、液态有机化合物储氢技术和低温液态储氢技术的原理,总结了各种技术的优缺点,介绍了其研究现状,并对车载储氢技术的未来发展进行了展望。     

含氮有机液体储放氢催化体系研究进展

氢能源作为重要的二次能源，能量密度大、环境友好且用途广泛，是人类战略能源发展的重要方向。然而，氢气储运仍面临较大的成本和安全难题，有机液体储氢化合物(LOHCs)储放氢技术以其储氢密度较高、储存条件温和、运输方便等优势成为氢气储运可供选择的技术之一。相比稠环芳烃类化合物，含氮有机储氢化合物具有更温和的催化加氢和脱氢条件，可有效提高储放氢鲁棒性和反应能效。基于此，本文系统综述了含氮有机储氢化合物加氢及脱氢反应研究进展，阐述了两类反应的路径和催化作用机制，从催化剂活性中心和载体、双金属协同效应、反应条件、催化剂稳定性等方面系统分析了加氢/脱氢催化剂，并详细总结了基于连串反应、反应网络等模型的反应动力学。介绍了含氮有机储氢化合物储氢技术目前面临的挑战并提出未来的研究思路及展望。但是该技术仍存在较多问题，应在有机储氢化合物配方体系、储放氢连续反应系统、催化剂设计与制备、催化剂构效关系、精准反应动力学和全面理化性质数据库等方面进行深入研究。     

有机物电化学加氢的研究进展

氢能作为一种绿色能源,对其安全储存及运输是实现其多场景应用的关键。通过有机物化学储氢的方式有希望实现常温常压下氢气的安全储运。本文阐述了通过电化学方法实现有机物加氢反应的研究现状,介绍了电化学加氢的反应机理,并讨论催化剂与载体间的界面作用、催化剂的分散状态对电化学加氢反应的影响规律,基于传统的电解液体系及其局限性,介绍了通过分离电解和加氢过程或构造非液相体系提升电化学加氢效率的方法,同时提出了有机物电化学加氢的发展趋势和方向。     

加氢站储氢容器优化配置研究

以当前建设规模为日加注1000kg、35MPa氢气的加氢站为研究对象,根据质量守恒定律,建立了计算加氢站储氢瓶组取气率的数学模型。从原理上研究了储氢容器高、中、低压不同容积比例设置对其取气率的影响。结果表明,随着低压储氢瓶组水容积逐渐增加,整个加氢站储氢容器的取气率呈先增大后减小的趋势,当高、中、低压储氢容器的水容积比例为2∶3∶4时,整个加氢站储氢容器的取气率最高,为46.483%。     

制储氢技术经济性分析与前景展望

氢气不仅是一种重要的工业资源，也是“零碳社会”下重要的清洁能源，氢能技术在交通、能源、冶金和化工等领域拥有广阔的应用前景。不过，生产成本、储运技术、安全问题等也长期制约着氢能，尤其是绿氢的应用发展。应明确的是，无论高压储运、氢液化等物理储运方式，或基于“Power to X”策略的化学储氢方式，均难以避免高额的全周期能耗。在理解过程能效，考虑不同储运方式下氢能全生命周期成本的基础上，对比各类技术经济性。其中，液氢和液氨的燃料利用途径在不同时期下均具有良好的经济性，更适宜用作氢能大规模供热供电场下的储运技术。基于此，对制、储氢技术及成本期望进行了归纳，并讨论了氢(氨)能源在大规模发电领域应用的技术经济问题，借鉴不同国家地区氢能发展思路，以期对我国氢能储运技术发展提供参考。