>  资讯 > 蒋利军教授:2020年储氢的车载属性希望达到5.5的重量密度
蒋利军教授:2020年储氢的车载属性希望达到5.5的重量密度 2016-12-01 14:44:23

摘要:北京有色金属研究总院教授蒋利军认为,储氢是整个氢应用上的一个瓶颈,克服这个瓶颈是车载属性的一个大挑战。

\

  能源新闻网讯:11月28日-30日,2016中国国际能源峰会暨展览会在北京国家会议中心召开。29日,2016中国国际氢能与燃料电池产业发展大会在311室隆重举行。北京有色金属研究总院教授蒋利军在储氢及加注分会场中就金属氢化物储氢技术及应用做了演讲,认为储氢是整个氢应用上的一个瓶颈,克服这个瓶颈是车载属性的一个大挑战。

  以下为蒋利军教授的发言实录:

  大家好,跟我们现在目前的这样一些能源结构,还有紧密地结合,构成一个非常好的一个绿色的能源体系。从而改善目前的这个可再生能源品质和效益,提高在整个能源结构当中的占比。这个有两面性,第一方面,有很高一个重要的地方。比一般的燃料高很多倍左右。即便把这个氢加到这个70兆帕以后,这个整体这个能量仍然是汽油六分之一。因此,从整个的氢的应用这个系统来讲,刚刚也是有相似的这一块。储氢是一个,整个应用当中的一个瓶颈。虽然从制氢来讲,作为我们整个能源体系来讲,我们还是需要提高他的一些效率,作为这个燃油电池来讲,性能来讲就是降低这个成本。这个离应用还是有一些距离,这个需要克服这样一个瓶颈。特别作为车载属性就是一个大挑战,这个进行过一些挑战,经过这个调整来讲,2020年希望这个车载属性,希望这个重量的密度达到5.5。

  我们这些年也是做了大量的工作,包括今天陈老师讲的这个液态氢化物的这个,都是做了大量的工作。但是呢?经过这么一些年以后,我们回头再看一下,实际上真正目前离2020年这个目标比较接近的,现在是以下这两个。

  70兆帕可以达到40公斤每立方米,但是,做成单罐以后,现在他所显示数据就是24。我们进一步加压,就把这个我们的这个75兆帕,到95兆帕,就是按照整个的储存密度来讲,考虑这个压缩比,这个不考虑罐子也就是46。离70兆帕目标有一些距离的。如果发展一个最终的技术,达到最终一个目标我们必须考虑,就是这个跟其他的一些东西。刚刚张总也是介绍了,现在目前大家非常的重视,把一些固态属性这个材料,还有一些吸附材料跟高压进行一个结合。我们也是发展各种新材料,现在目前来讲,我们做出来的这样一个AB型,这样一个材料,这个是这个,现在离2020这样一个目标是接近的。同时,整个的来讲,我们原来一般做这个固态,希望可逆的。现在目前很难做到可逆。所以,这些来讲,我们还必须发展各种各样新的材料,这个是这些年来做的很多材料的一些例子,我们在材料当中我们安基化物等等做了大量的试验。他们储氢这个重量,比原来的我们的最早做的其他的一些提高了很多。但是,在其他的应用条件来讲,一个是什么呢?一个是西方一些温度那个是什么呢?这个也是受到了一些限制。所以,作为车载属性这样一个固态的材料,就是这样一些来考虑,我们还必须开发一些新的材料。这个是在路上,我们现在目前做了这么多材料,我们是不是应该可以找到一些呢?就是他本来应该可以用到的一些地方呢?从这个角度考虑一下,我刚刚给大家讲的,我们除了车载以外,我们有很大一块儿。这个是直接进入到我们这样一个晶体这个里面,这个力度可以达到150克每立方米。比76要更高一些,这个是一个方面。这个方面虽然重量这个低一些。但是,利用高的情况,我们在重量不太敏感的,是可以得到的。同时,就是在这个过程当中,这个压力也是低的。不用到几百个大奇压,在一般的场合下面就是几个大气压下面就是常温储存就可以。所以,这个对于我们一些规模性这个来讲,对于提高他的这样一个安全性,还有提高储性来讲就是很有好处的。还有一个特性,就是这个是什么呢?就是这个过程当中有平台,这个平台随着这个温度来讲,这个可以乘一个指数性变化。利用这样一个特性,我们可以做出一些静态的压缩。这个还有一个热效应产生,这个要吸热。利用这个特性。下面就是针对这样一个,就是来开展一下的一些工作,我们这一些年做的一些工作。这个有很多的一些技术,第一个技术,就是我们必须要针对这样一种应用,就是找到这样一个应用特性这样一个材料,我们对他进行筛选,优化,并且进行一个工程化这样一个制备解决这样一个制备技术。第二方面,因为这个过程是一个化学反映。所以,这个整个的使用过程当中我们必须得提高他的这个传热一个速度。这样就必须进行一个快速的传热的设计,还有仿真。

  另外一个,就是跟应用结合,我们解决最终的这样一个系统的技术。目前这个风电发展非常的快,光伏发展非常的快。现在我们整个的装机已经可以达到1.3这个千瓦。那么对于现在目前的真正应用来讲,去年就是15%,今年气风就是更加的严重。有一些地区现在已经达到了什么呢?就是已经达到了50%,60%,我们前半年的气风这个总量已经可以超过了2015年330亿千瓦时。所以,我们必须要解决这样一个。否则,效率提高不上去。就是用一兆瓦水的这个,然后采用了这个材料,储存一千公斤这样一个氢,现在目前是什么呢?这个是一个非常成功的一个案例。然后,在这个之后,我们现在也是在从这个德国,这个公司引进了技术。现在目前是在固原做一个10兆瓦的电解水质制氢,整个的制氢能力,比这个欧洲大的多。几十倍。现在目前正在跟制造方正在探讨。作为一个缓存,就是这种储存方式是合适的。同时这个出来的纯度,这个可以提高到6个。因为这个材料,这个太阳是一个高溶解一个材料,就是这个过程当中容易跟干锅进行反映,引进一些杂质。那么,这个进行一个很好的控制,同时为了保证这个材料,他的这个性能的这个均匀性,一致性,我们对于后面的凝固要采用这个。就是对材料一个提高。通过这个干燥以后,一般现在目前可以控制10个PDM,这个长期这样一个反复使用,这个寿命到底有多长?这个是现在回答的一些问题,就是做过一些试验,都是通过成分的优化,通过一些表面处理,对于这个寿命的提高,这个有一些改善。这个目前都是在试验过程当中,材料完了以后用到这个罐子里面。这个是什么呢?这个就是非常的重要。就是刚刚说的,就是这个做高压仿真。我们需要做出来这样一个仿真。可以试时知道,什么地方,什么时候这个含量多少?这个温度是多少?压力是多少?从而控制这样一个,保证每一个地方,这个可以保证一个均匀。不至于对于罐体发生不利的影响。我们已经把这个水电解风电解制氢已经建立了一个示范。30千瓦的风机,每小时5立方米一个制氢,把这个氢放罐子里面储存起来,然后跟这个电池进行发电。这个系统已经在运转。

  实际上在一些分布式,一些备用电源当中是非常非常好的一种方式,因为目前我们都是知道的,比如说,原来1千瓦就可以了,现在就是3千瓦,5千瓦。那么,这样的话,这个时间按照10个小时计算,这个氢量就是30立方米左右。而现在呢?安全我们这样一些安全一些规定。如果是说我们在某一个地方就是存放高压的瓶,5瓶以上,通过各种各样的认证。所以,这个受到了很多的一些限制。这个场合下,我们如果就是采用旧地制氢,然后,用我们这个氢瓶直接储存,一个是非常非常的安全。另外一个,就是那个力度比较高。这个就是做了一个示范,这个跟这个耦合,这个就是什么呢?我们就是人为断电,这个可以持续运行10几个小时,16个小时。就是这个基础上面现在编制了一个国家的这样一个标准。刚刚讲了,作为现在的这样一个规模属性,还有分布式发电一个属性。刚刚张总也是讲了很热一个,就是这个混合属性,因为现在我们都是知道的,这个高压这一块儿。这个动态响应是非常非常的好。但是,这个体积属性密度比较的低。对于我们这个金属固态属性来讲,这个体积密度高,但是,因为是一个化学反映。所以,那个速度慢一些。如果把这两种结合。那么,就是这个属性密度,还有动态响应都是可以得到比较好的一个协调。从而,满足我们一些应用。这个也是什么呢?就是在前一些年,日本丰田已经车上面得到一些应用,当时做了车载比较小。最后做出来就是2.4,所以就是这样离车载属性有一定的差距。针对这个,我们就是说一下,就是考虑一下。这个车载实际上就是有一些限制的,作为固定的,如果用到加氢站,是不是合适的呢?因为一个是什么呢?就是这个密度高,就是占地面积小,这个对于经济性考虑,这个是一个很重要的一个因素。同时,我们如果是说,就是常温下这个是一个低压储存。如果用,给他一个高温一个介质上去,那个压力可以迅速上升,这个达到45兆帕,这样的化,储存的时候就是低压,这个安全性可以得到提高。这个有没有可能呢?利用这种。那么,对于这个能耗就是有效的。所以,基于这一点,这个就是刚刚讲的,日本人现在目前开发的,就是原来开发的一个,基于这一点,我们是什么呢?就是这个125,863项目支持下,我们开发了这个固态高压混合属性这样一个装置。首先,就是解决一个问题,就是什么呢?就是这样一个高平台压,低热的一个材料。按照我们的这个设计来讲,这个材料是在常温下,这个压力应该是在20兆帕左右,然后,当我给他提供45度热水的时候,这个平台压就是保持在了45公斤以上,这个来讲,就是在应用来讲就是非常非常的有效。作为我们加氢站当中,一般来讲就是为了提高这个使用率,就是采用了3级的这样一个。从15,25,到45,就是三级这个。我们放到最后一段,那么,这个从现在目前来讲,这种材料设计应该是合适的。这种材料做完了以后,我们把这个材料装到这个罐子里面,这个换热非常的重要。我们就是采用什么呢?玻璃纤维缠绕这个。通过这个软件计算,确定比较好的一个位置。我们就是这样一个罐子,对于这个三级的一个来说,我们持续地对于45兆帕的这个来说,这个到35兆帕这样一个罐子,这个中间来说,就是可以一次冲13次。所以,这样的话对于压缩机开启频率可以大大降低了。这个是我们做出来的罐子这个是当时做的一个模拟的和实际的。我们模拟跟实际的还是很相符,这个罐子,总共的这个总共可以到300立方米,比普通的高压罐子,这个密度提高到了80%。

  这是一个非常重要的一个,就是除热,跟光热,还有风电来讲,这个最大一个优势,就是在于什么呢?就是储能便宜,如果用熔岩3万吨左右,如果用这个储备,这个就是8000吨左右,8000吨左右。就是可以得到一个承认的。

  这个是他的一个工作原理,因为时间的关系,我可能占用时间也是比较的多。这个就是给大家看一下,白天的时候,就是高水热水过来,到了晚上的时候,我把这个放在这个地方,然后,这个是一个高热的材料,可以放出大量的热,实现一个除热一个过程,我们现在能够使用就是高压罐。这个是有相当一些差距,我们需要做这个的。现在有分布式发电,这个应用开发一个重点,降低这个成本,提高这个动态的特性,这个就是加快属性应用部分一个关键因素。这个是这在努力做的一些工作。(能源新闻网)