车载高压储氢压力容器技术的特点与发展趋势北大核心CSCD

氢气燃烧时不会产生污染,是极具潜力的二次能源。20世纪以来,世界各国对于氢能源开发与利用的重视程度不断提高。相比化石燃料,氢气无论是应用于内燃机还是燃料电池,都具有更高的效率。储氢也逐渐成为了氢能产业链的核心环节。中国立足碳达峰、碳中和目标,积极推动氢能产业发展,氢能产业发展潜力正逐渐释放,并将逐步成为中国能源战略的重要组成部分。随着氢能在汽车动力中的应用,车载高压储氢压力容器技术也将快速发展。     

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。     

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。     

火灾场景下碳纤维复合高压储氢装置热损伤特征研究

通过火烧试验、水压爆破试验和热分析等手段,研究典型火烧工况下储氢装置的热响应行为、损伤形态及碳纤维复合材料微细观损伤特征。结果表明,在规定火烧条件下储氢装置平均失效压力为41.5 MPa,比常温环境下（35 MPa-166 L水爆压力125.5 MPa）降低约67%;环氧树脂热分解发生在100~600 ℃,并表现出4个明显的阶段性反应特征;碳纤维热分解主要发生在600~950 ℃,在849 ℃时失重速率最快为0.87%/℃;火灾场景下高压储氢装置可能出现火烧损伤、爆炸损伤和热辐射损伤3种典型热损伤模式,其中爆炸场景下碳纤维残余物丝体呈多处层状脆性破碎,具有明显的力学损伤特征。     

高压气态储氢技术形势分析北大核心CSCD

在加速能源行业转型的背景下,氢能凭借零污染、能量高、资源丰富、用途广泛等优点,氢能产业受到了国家的高度重视。氢气的稳定性极差,泄漏后易发生燃烧和爆炸,使得安全性低、储运难度大、成本高,从而对氢气的储运技术提出了更高的挑战。安全、经济、高效的储运氢已成为当前制约氢能规模应用的主要瓶颈之一。在诸多储运技术中,高压气态储氢技术为目前发展最为成熟、应用最广泛的技术。本文通过对2003年以来美国、中国、日本、韩国等126个国家/地区进行数据检索,抓取高压气态储氢技术相关领域共2276条专利进行分析,分析专利申请趋势、技术聚焦点、垄断性、持有者情况和市场布局等,研究技术创新热度、申请趋势、地域布局情况和企业现状等情况,为是否进入该技术领域、技术研究方向、专利布局点等提供支持。通过分析,高压气态储氢技术领域垄断性整体处于较低水平,热点技术主要集中在高压气态储氢容器、复合材料、铝合金等方向,未来还需向轻量化、高压化、低成本、质量稳定等方向发展。技术研发整体呈上升趋势,新进入企业数量逐年增多,但高水平技术专利较少,加快技术申请进程,应尽快建立技术壁垒。中国在高压气态储氢领域的研发投入较大,未来国内市场竞争激烈。     

Li-Al-B-H复合体系的储氢性能研究

以LiAlH4和LiBH4为原料,采用球磨方法制备了Li-Al-B-H复合储氢体系,通过XRD、TG、DSC和SEM等研究手段对复合物的微观结构和性能进行表征.研究结果表明:LiAlH4/2LiBH4复合物加热至500℃时的放氢量达到9.7wt％,在450C和8Mpa H2条件下的最大吸氢量达到6.8wt％.还计算了(LiAlH4/2LiBH4)复合物放氢反应的表观活化能,并对( LiAlH4/2LiBH4)复合物吸放氢反应的机理进行了讨论.     

金属氢化物复合式高压储氢器的研究

为提高高压储氢容器的体积储氢密度,采用具有高体积储氢密度的储氢合金与轻质高压容器复合组成高压金属氢化物复合式储氢器.为获得高压氢源,研究了Mm-Ml-Ni-Al(Mm为富铈混合稀土,Ml为富镧混合稀土)的储氢特性,并试制了化学热压缩器.采用研制的高压氢源,对具有高吸放氢平台压力的Ce-Ni系合金的高压储氢特性进行了研究.实验结果表明:以Ml或Ca部分取代Mm以及Al对Ni的部分置换后合金活化性能和吸放氢压力滞后明显改善,(Mm-Ml)0.8Ca0.2(Ni-Al)多元合金具有较好的储氢性能,适合于作为化学热压缩合金.CeNi5基多元合金在40MPa氢压条件下,合金具有较好的活化性能和吸放氢动力学性能,合金最大储氢容量分别达到1.6wt%.将优化的储氢合金与自制的轻质高压储氢容器复合组成的金属氢化物复合式高压储氢器,当储氢合金的填充量达到0.2(体积分数)时,其体积储氢密度提高50%.     

车用高压储氢气瓶局部火烧试验方法研究

高压储氢气瓶作为氢燃料电池汽车的关键部件,其在火烧情况下的安全性能备受关注。《氢燃料电池汽车全球技术法规》首次提出的车用高压储氢气瓶局部火烧试验方法,将对我国氢燃料电池汽车的发展产生重大影响。该文在分析车用高压储氢气瓶整体火烧试验方法局限性的基础上,系统研究局部火烧试验方法提出的技术理由、主要内容和特点,指出我国车用高压储氢气瓶和压缩氢气储存系统发展面临的挑战,并针对我国正在制定的相关标准,提出若干建议。     

碳质吸附剂吸附储氢的研究现状

论述了活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管吸附储氢的研究历程，从实验、理论研究两个方面总结了前人的研究成果：活性炭在低温下有好的吸附储氢特性，但在室温条件下的结果却不令人满意；碳纳米管和碳纳米纤维的实验结果令人振奋，但众多的实验结果并不一致；碳纳米材料的制备技术和净化技术还仅处在实验规模的阶段；蒙特卡罗、密度泛函等方法是常用的计算机模拟技术，但目前它们只是考虑了理想的物理模型，没有考虑碳纳米管表面的一些不规则现象；碳质吸附剂吸附储氢从理论到应用还有一段距离。     

智能电网大数据处理技术现状与挑战

随着我国各项经济事业的快速发展,电网的建设步伐也在日益加速。全球能源互联网大力推进的背景之下,智能电网技术也在快速推进。在电网公司的主导之下,各供电公司纷纷建设智能电网,为电网的安全与稳定运行奠定了坚实的基础。数据处理、云计算、大数据技术是智能电网中的关键环节,于此同时也是最为艰难的环节。数据处理技术是需要处理海量的数据,结合到电网运行数据来说,上述的数据处理就有较多的复杂性,在智能电网的运行中存在许多的问题。基于此,文中首先从智能电网的基本特征入手,然后分析了智能电网大数据技术的发展现状,最后结合相关的实际问题阐述了智能电网大数据处理所面临的挑战与机遇。     

车载燃料重整技术的研究与展望

总结概述了目前的燃料重整技术,包括传统的重整制氢方法如水蒸汽重整、部分氧化重整、自热重整,以及逐渐成为研究热点的等离子体制氢技术.分析归纳了甲醇、乙醇、天然气、汽油和柴油的重整制氢研究,分析了反应机理和重整催化剂的研究进展,提出了各种燃料车载制氢的应用建议,尤其是汽油和柴油的车载应用.     

日本研究用太阳能发电制氢储氢技术

正太阳能、风能、生物质等具有丰富、清洁、可再生的优点,受到国际社会的广泛关注,被视为未来能源的主力军。根据简单估算,太阳能的利用率为20%时,利用陆地面积的1%就足以提供满足当前全球的能源需求。而中国仅依靠风力发电,就足以使目前的发电量翻一番。但这些可再生资源具有间歇性、地域特性,并且不易储存和运输的特点。氢,以其清洁无     

高压共轨柴油机低温起动性能研究

当环境温度为0～10℃时,我们在某型号柴油发动机上进行了冷起动试验,起动效果差。针对该问题,我们从理论上进行了分析。根据分析结果,对起动喷油量、喷油提前角、预热、轨压等方面进行了优化,优化结束后进行了冷起动试验。试验结果表明：预热是改善该型号发动机冷起动性能的主要因素;起动喷油量、喷油提前角、轨压、预喷对起动性能的改善幅度有限。     

储氢合金材料及其应用研究与发展

综述了储氢合金材料及其应用的研究与发展,论述了储氢合金材料在能量转换与储存、氢的储存与运输、氢的回收,分离与净化、催化剂、电极材料等方面的研究和发展以及尚待解决的问题。     

高压氢气储运移动式压力容器发展趋势与挑战

高压储运是主要氢气储运方式,高压氢气移动式压力容器是主要氢气储运装备.高压氢气储运容器充放频繁,氢气储量大,介质易燃易爆,具有潜在的泄漏和爆炸危险.此外,作为移动式压力容器,对运输效率要求较高,运输环境复杂多变.中国已把氢能列为未来产业,高压氢气储运容器类型和数量也将快速发展.该文总结了高压氢气储运容器主要类型、应用特...     

车载高压氢气分级充注系统的设计与模拟

研究单级氢气充注时,氢气充注速率、初始温度和压力对氢气终了温度的影响。通过调用NIST REFPROP 中标准氢状态方程,模拟氢气在充注过程温度、压力、充注率等参数的变化。设计和模拟两级和三级氢气充注系统。结果表明：多级充注时,存在最佳的中间压力,使得充灌终了氢气温度最低,且增加级数可降低终了氢气温度。最后,对多级充注系统的能耗进行分析,结果表明随着级数的增加,系统的总能耗降低。     

液态有机物储氢技术发展历程与问题分析

储氢技术作为氢能发展的重要环节之一,发展备受瞩目。液态有机物储氢(LOHC)技术因具有化学性质稳定、便于运输、安全性高而成为各国学者研究的热点。从LOHC技术的储氢介质、催化剂和工业应用3个方面,介绍该技术的发展历程,并分析存在的问题。储氢介质的发展经历了从早期的全碳骨架芳香族化合物、氮杂环化合物,到最新研究发现的小分子直链含氮有机物。加、脱氢反应中的催化剂早期以贵金属作为主要催化活性中心,后期则开发了以廉金属或廉-贵双金属作为主要催化活性中心,以降低成本。工业应用方面,LOHC技术则需考虑脱氢反应模式和能源效率问题,以取得更高的经济效益。通过综述LOHC技术的现状及发展中存在的问题,提出改进方向,以期推动该技术进一步发展和工业化应用进程,加速氢能的产业化应用。     

高压共轨柴油机的低温起动性能研究

针对高压共轨柴油机的低温起动性能,从辅助装置和性能标定两方面进行研究其低温起动性能,并给出在各温度下起动所采用辅助措施的方案。     

液态碳氢燃料高压低温粘度测量实验研究

在Hagen-Poiseuille定律的基础上,利用双毛细管法,设计了一套适用于液态碳氢燃料高压低温粘度测量实验系统,测量压力:0.1~10 MPa,温度测量范围:233.35~313.75 K,扩展相对不确定度为:2.10%~5.08%(置信因子k=2)。实验在利用纯物质正己烷和质量比1:1正庚烷-正辛烷二元混合物对测量系统可靠性进行验证的基础上,测试了两种碳氢燃料A、B压力0.7、1.5、3和6 MPa,温度:233.55~313.65 K下的粘度值,结果表明:在相同压力下,两种燃料的粘度值随温度的增加而减小;在233.55~273.25 K附近,两种燃料粘度值随温度的变化率要大于273.25~313.65 K,表明低温区碳氢燃料A、B粘度受温度的影响比高温区大,且温度越低温度的影响程度越大;在233.55~273.25 K低温区范围内,燃料A粘度值受温度的影响程度要小于燃料B。实验中还发现,当温度接近231.25 K时,燃料B在毛细管中瞬间凝固,系统压力急剧升高,而燃料A在此温度下依然处于液态。在相同温度下,两种燃料的粘度值随着压力的增加稍有增大。此套高压低温粘度测量系统简单可靠,测量精度高,能够实现液态碳氢燃料高压低温粘度的在线测量。