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程寒松教授:有機液體儲氫技術已無主要技術障礙

一直以來,氫能都被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉。隨著近幾年氫能應用技術發(fā)展逐漸成熟,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了世界各國的廣泛關注,美國、日本、德國等發(fā)達國家相繼將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略高度。2016年國家發(fā)改委、國家能源局等聯(lián)合發(fā)布了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》,標志著氫能產(chǎn)業(yè)已被納入中國國家能源戰(zhàn)略。

眾所周知,氫能可廣泛應用于燃料電池車輛、發(fā)電、儲能,也可摻入天然氣用于工業(yè)和民用燃氣。氫能作為清潔的二次能源,能夠部分替代石油和天然氣,成為能源消費的重要組成部分。然而,目前氫能行業(yè)的發(fā)展依然面臨著四大難題:一是需要具備豐富的氫源,二是常溫高壓下氫的儲存及運輸問題,三是廉價、高效、長壽命的燃料電池,四是需要充足的基礎設施。因此,如何更好地開發(fā)和利用氫能,成為當下最為緊迫的課題。

程寒松教授正接受OFweek氫能網(wǎng)采訪(圖)

11月13日,由中國高科技行業(yè)門戶OFweek維科網(wǎng)、高科會主辦,OFweek氫能網(wǎng)承辦的“OFweek 2018中國氫能行業(yè)高峰論壇”在深圳隆重舉行。借此時機,OFweek氫能網(wǎng)特意采訪了中國地質大學(武漢)可持續(xù)能源實驗室主任寒松博士,就有機液體儲氫技術的發(fā)展現(xiàn)狀、技術進步、未來氫能和燃料電池的市場前景等行業(yè)熱點問題進行了深入的交流與探討。

儲氫技術市場化 技術優(yōu)勢顯現(xiàn)

目前,從國內(nèi)發(fā)展情況來看,大量工業(yè)副產(chǎn)氫和未上網(wǎng)的電,以及價格合理、長壽命燃料電池的出現(xiàn),已經(jīng)解決了氫能經(jīng)濟發(fā)展中的兩大挑戰(zhàn),接下來需要處理好氫能儲運和基礎設施建設層面的問題。而基礎設施在很大程度上依賴于氫的儲存和運輸方式,因此解決好以常溫常壓、安全、高效、廉價的液態(tài)儲氫技術為代表的氫能利用的關鍵技術具有重大的現(xiàn)實意義。

而在實現(xiàn)儲氫技術市場化應用上,程寒松向OFweek氫能網(wǎng)表示:“目前還很難去量化市場化指標。大家知道,如果想要達到初步實現(xiàn)的構想,那么一座城市就至少需要幾百輛在運營的氫燃料電池車。然而,據(jù)國內(nèi)的實際情況反饋,高壓氫根本不能進到市內(nèi),極大地限制了其應用。但是,如果我們采用液體有機儲氫和運氫就沒有這個問題,會非常安全。要實現(xiàn)儲氫技術市場化,就必須率先解決加氫站的問題。”

同時,程寒松進一步介紹說,相較于高壓氣態(tài)儲氫、低溫液化儲氫技術以及其他化學儲氫技術,有機液體儲氫技術有幾個非常重要的優(yōu)勢:

首先,有機液體儲氫技術體積儲氫量密度比高壓氫要高。700個大氣壓下每升含氫量只有39克。中國目前采用的是350個大氣壓,每1升含20克氫。深冷液化到-253℃,每1升含70克氫。而我們這個有機液體儲氫技術可以實現(xiàn)在常溫常壓下每1升含氫近60克,所以它的儲氫量是非常高的。

其次,有機液體儲氫能夠跟現(xiàn)有加油站等基礎設施完美匹配,只需要對現(xiàn)有加油站進行少量改造,就可以快速改造成一個加氫站,煉油廠就可以變成做氫油的工廠。實際上,用有機液體儲氫技術要做事情就是現(xiàn)在中石化、中石油正在做的事情。

其三,有機液體儲氫技術可以有效降低成本,能耗較低,并且運輸十分安全方便。

當然,對于有機液體儲能技術而言,目前的最大問題是要在汽車上給它施加200℃的溫度使氫釋放出來。那么,這樣的溫度從哪來呢?由于燃料電池廢熱品質太低,只有70度,很難把70度變成200度。所以,這就需要做好兩件事情:其一就是把燃料電池工作溫度提高,從而利用廢熱就可以把氫釋放出來;還有一種方式,就是讓氫油直接在燃料電池的膜電極上反應,打斷碳氫鍵,氫直接進入燃料電池,產(chǎn)物就是儲油和電,這個就是最終的解決方案。

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