高密度储氢材料研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新型能源之一.氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈.氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标.固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式.高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上.综述了高密度储氢材料的研究进展,认为高储氢容量、近室温操作、可控吸/放氢、长寿命的轻质氢化物材料有希望达到燃料电池和移动氢源应用的目标.     

高压复合储氢罐用储氢材料的研究进展

氢能因来源广、无污染、热值高等特点成为解决能源问题的重要方案。随着燃料电池技术的发展,氢能在车载方面的应用得到进一步拓宽,但氢气的加注、存储问题成为限制氢能汽车发展的瓶颈之一。实现氢气安全高效的存储是氢能规模化应用的关键。目前主要的储氢方式有高压气态、低温液态、固态。通过增加氢气压力和提高容器材料的比强度,可有效提高气态储氢系统的质量储氢密度,但由于气体分子间作用力的影响,高压气态储氢的体积储氢密度较低。同时过高的氢压对安全储氢罐的设计和成本也是一大挑战。通过加压、降温液化氢气实现的液态储氢拥有理想的质量储氢密度和体积储氢密度,但保存液态氢对设备要求十分苛刻,且液化氢气所需能耗为氢燃烧热值的40%,得不偿失。固态储氢方式将氢以原子、离子的形式存储于氢化物中,因此固态储氢材料的体积储氢密度可观,且材料吸/放氢条件温和,安全性高,但固态储氢材料的质量储氢密度不占优势。高压复合储氢罐将高压储氢技术与固态储氢材料相结合,同时拥有气态储氢与固态储氢的优势,是实现安全高密度储氢的有效途径。通过气-固复合的储氢方式,可有效提升高压储氢罐的体积储氢密度,减小储氢罐体积,降低充氢压力,提高安全性。而发展在高压条件下具有良好充/放氢特性的储氢材料是提升高压复合储氢罐性能的关键。TiCr2基、ZrFe2基AB2型合金是主要的高压储氢合金,对它们的研究集中在通过利用不同原子半径、电子结构的合金元素进行A侧和/或B侧元素替代,实现对合金平台压、容量、吸放氢动力学性能的有效调控。但TiCr2基、ZrFe2基储氢合金的质量储氢密度仍然偏低,相比之下,NaAlH4与AlH3具有高的储氢密度,是潜在的高压储氢材料。通过纳米化、掺杂催化剂等手段能够有效降低NaAlH4的脱氢温度,提高其循环稳定性;通过球磨、改善溶剂等方法可提升AlH3的合成产率、改善其结晶性。本文简要介绍了高压复合储氢罐的原理及对高压储氢材料的主要性能要求,着重评述了间隙型储氢合金(TiCr2、ZrFe2)、铝基金属氢化物(NaAlH4、AlH3)两类高压储氢材料的结构、性能特点及研究进展。     

车载储氢研究新进展

参照燃料电池汽车对车载储氢系统单位质量储氢密度与体积储氢密度的目标要求,对目前已应用或处于研发阶段的一些储氢技术的性能指标和存在的问题进行了分析和探讨.并且介绍当前车载所采用或正在研究的主要储氢材料与技术,如高压氢气、液氢、金属氢化物储氢、吸附储氢、金属有机构架储氢等,比较各种储氢技术的优缺点,并指出其发展趋势.     

金属材料常温高压氢脆研究进展

氢能及燃料电池技术是我国当前重点发展的前沿技术之一。安全经济的氢气储运技术是氢能利用推向实用化、产业化的关键，35-75MPa高压储氢是现阶段可以商用的一种储氢方式。金属材料长期在常温高压氢环境中使用，有可能发生氢脆，引发脆性破坏事故。为确保高压储氢系统长期、稳定、可靠地运行，必须考虑金属材料常温高压氢脆问题。本文以国内外研究成果为基础，介绍常温高压氢脆机理，分析几种金属的抗氢脆性能，并提出我国高压容器用钢抗氢脆性能研究的建议。     

GTR13中有关储氢气瓶型式试验内容的解读

氢燃料电池汽车由于其清洁性被认为是终极能源,但是作为氢燃料电池汽车的核心部件,如何保证储氢气瓶的安全性是各个企业以及科研院所研究的重点。车载储氢气瓶的设计理念不同于常规的设计,其设计是否合理完全是靠型式试验的结果来验证。GTR作为基础性法规,对储氢气瓶的设计有重要的指导意义。经过梳理,对GTR13中有关储氢气瓶型式试验中的参数、试验项目的选择等进行了解读。     

我国科学家在氢燃料电池CO中毒去除研究方面取得突破

<正>氢燃料电池汽车是以氢气为燃料的新能源清洁动力汽车,具有"零"排放、能量转化效率高的显著优势,是未来新能源汽车发展的主要方向之一。然而现阶段,制约氢燃料电池汽车的推广和普及的关键难题之一就是氢燃料电池的CO中毒问题。针对该关键性科学难题,在"大科学装置前沿研究"重点     

车载高压储氢系统氢循环试验标准概述

燃料电池汽车车载储氢瓶的安全性一直是全社会关注的热点问题,其中氢循环充放试验是检验车载储氢瓶的抗疲劳、瓶口泄漏及内胆材料(IV型瓶)氢渗能力的重要手段。目前国际上关于氢循环试验的标准主要有两个,分别是由联合国世界车辆法规协调论坛制定的GTR No.13和由国际标准化组织制定的ISO 19881,国内标准则是由国家标准化管理委员会制定的GB/T 35544。本文介绍了这些标准在氢循环试验层面的内容,比较了其在试验对象、循环方法、卸放速率、验收标准等方面的异同之处。在此基础上,本文讨论了加注时长、卸放速率两个关键问题对储氢瓶温度、寿命的影响,指出了国内外标准在此存在的不足之处。最后,本文提出了相应的建议,以供氢循环试验的实施作参考。     

同济大学燃料电池氢气提纯通过验收

近日,同济大学汽车学院马建新教授承担的世博专项——化工副产氢规模应用于燃料电池汽车关键技术研究与示范课题通过上海市科委组织的专家验收。 该课题通过对工业副产氢气提纯以及氢气品质分析等相关技术的研究,解决了副产氢气规模应用于燃料电池汽车的关键技术问题。该项目研制的提纯装置所生产的氢气,经过上海世博会燃料电池汽车的实践运行,结果表明可完全满足燃料电池汽车的使用要求。     

储氢材料

直接关系到燃料电池汽车行走距离的储氢技术，目前的现状不论是采取压缩氢、液体氢还是储氢材料的任何方式，并不是能在容器的容量、重量、能量效率、成本等所有方面都能得到满足。氢是体积非常大的燃料。每单位质量的氢的发热量约是汽油的3倍。     

ECE R146的主要试验内容简析

随着氢燃料电池技术的发展,不断燃料电池汽车产品推出,但由于氢气的特殊性给具体使用带来了氢气相关的安全问题。针对燃料电池汽车安全测试,目前有GTR、ECE、SAE等多个国际性标准,其中GTR13是基础性法规为类似标准提供了依据和基础。欧盟在ECE R134的基础上针对L类氢能车辆制定了R146,本文从储气瓶、专用阀体、车载氢系统三大方面对其试验内容进行介绍。     

一种全自动高压氢气瓶氢气循环试验系统和试验方法

正申请(专利)号:201811410262. X公开(公告)日:2019-02-26申请(专利权)人:丹阳市飞轮气体阀门有限公司摘要:本发明提供一种全自动高压氢气瓶氢气循环试验系统和试验方法,其中系统包括温度箱、置于温度箱内的高压压力容器、置于高压压力容器内的受试氢气瓶,所述受试氢气瓶与氢气压力单元连接,所述高压压力容器上具有进液口、出液口,高压     

汉高和燃料电池汽车一起静音启航

汽车废气排放导致的全球气候变暖和温室效应以及天然石油资源的日渐短缺，是21世纪人类面临的严峻挑战之一。越来越多的汽车厂商承担了对此应付的责任，开始致力于新能源汽车的开发。氢燃料电池汽车（HFCV）就是一个绝佳范本，一方面，氢燃料电池汽车具有零排放的优点，因为只是将氢气转化成水，从而实现了对环境的零排放，无污染；另一方面，从能源角度来看，氢作为可再生资源，具有替代传统燃料的巨大潜力。     

我国氢动力船舶创新发展研究

航运业迅猛发展促使传统船舶的能耗与环境问题日益显现,氢动力船舶作为未来水路交通载运工具的发展方向之一将是实现水路交通领域碳达峰、碳中和目标的重要依托,因而研究我国氢动力船舶创新发展具有迫切性。本文梳理了氢动力船舶的发展现状,从氢动力船舶产业链发展态势、协同发展战略布局的视角完成了氢动力船舶产业布局研判;完成了发展氢动力船舶的技术经济可行性分析,覆盖氢和氨燃料、氢燃料电池、氢内燃机、基础设施、总拥有成本等角度;从氢气制取、氢气运输、大容量储氢、安全加氢、燃料电池、氢内燃机、多能源协同控制、氢应用安全等方面系统展开了氢动力船舶产业链关键环节分析。立足国情提出了我国氢动力船舶多阶段发展目标,论证形成了氢动力船舶发展路线图、氢燃料供应体系建设路径。研究建议,明晰应用场景、突破关键技术、完善配套设施、创新运营体系,以此推动我国氢动力船舶快速优质发展。     

浅谈我国燃料电池汽车加氢站的建设

叙述了对我国建设燃料电池汽车用加氢站所涉及的建设思路和车用氢气氢源选择的看法及有关建议。     

空心玻璃微球储氢研究进展

随着化石燃料的不断使用,CO₂的排放量显著上升,从而严重影响了当今生态环境,为了减少CO₂的排放,利用新能源代替化石燃料迫在眉睫。氢能源具有高热值、CO₂零排放的优点,是化石燃料的良好替代品,但是其密度小、沸点低导致其储存难度大,从而限制了其大规模应用。现阶段氢能源采用高压储氢罐进行储存,存在储氢容量低、运输成本高以及氢脆现象等缺点。新型储氢材料和技术的开发是氢能源大规模商业应用的关键。空心玻璃微球(Hollow Glass Microspheres, HGMs)作为一种中空小尺寸耐压材料,具有良好的稳定性、储氢容量大、成本低、无氢脆等优点,在储氢方面有着巨大的潜力。对空心玻璃微球储氢的进展进行综述,介绍空心玻璃微球储氢机理、影响因素等,并进一步重点介绍了氢气释放速率以及响应时间的研究。     

T/CSAE123-2019团标制定分析

氢燃料电池汽车由于使用氢气而带来安全性方面的特殊要求。为了科学合理地测试和评价燃料电池汽车在密闭空间的氢气泄漏和排放情况,本文在参考分析国外相关标准的前提下,针对在密闭空间内的停车泄漏和怠速等动态操作情况,通过实际开发设备进行具体测试,制定完成了具体的试验方法和安全要求。经实际检验提出的方法简单可行,便于相关测试和评价工作,为燃料电池汽车的顺利发展打好基础。     

纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

纤维缠绕高压氢气瓶是氢燃料电池汽车储氢系统的关键设备。气瓶在使用中如果遭遇火灾意外,可能导致氢气泄漏、爆燃甚至爆轰等危险。为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律．结果表明内部气体的温升速率很小．且与外表面存在较大温差。然后以试验数据为基础建立3D数值模型。对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析．表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。     

基于低温技术的汽车储氢系统研究综述

储氢系统是氢能汽车的关键分系统之一。在航天运载火箭液氢燃料成功应用的基础上,欧洲、美国、日本及中国都对液氢或低温高压氢气作为氢能汽车的储氢方式,开展过不同程度的研究工作,实现了多种技术路线的气瓶研制、供气系统开发、车辆集成、加注系统研制和行驶试验,并推出部分基于低温技术储氢的示范或定型车辆。文章对车载低温储氢供气整车、系统结构和工作模式、关键部件研制情况等进行了总结,并对相关车辆试验情况进行介绍。通过对比分析,提出了我国在汽车用低温储氢技术领域的研究方向。     

小型天然气水蒸汽重整制氢系统的研发

为向北京市的氢燃料电池汽车提供氢气,在北京北部的永丰高科技园区建设了一座50Nm^3／hr天然气水蒸汽重整制氢装置。通过对工艺系统的优化,对关键设备的开发研究．及对控制系统的开发．完成了以天然气转化-变压吸附工艺净化制氢单元由脱盐水系统-空气压缩系统-循环冷却水系统组成的公用工程单元的撬装模块化设计．经过调试,所产出的氢气完全达到或超过德国奔驰汽车对燃料电池用氢气提出的要求、证明本装置向小气量、高纯度用户提供氢气是可行的。     

氢燃料电池汽车用氢气中痕量硫化物的分析进展

氢燃料电池汽车(FCV)用氢气中的痕量硫化物会导致催化剂中毒,使电池的性能显著下降。各标准组织均对氢燃料电池用氢气中的硫含量做了严格的限值,要求硫化物的含量(以H₂S或S₁计)低于0.004μmol/mol,这对硫化物的分析提出了很高的要求。本文介绍了气体分析领域中各种痕量硫分析的方法和原理,比较了它们的优缺点,并对它们在FCV用氢中痕量硫分析的应用进行了探讨。