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液体有机储氢技术进入商业化准备,万吨级储油工厂年内将建成

2022-02-11 09:03来源:长江日报作者:雷心蕊浏览数:1043 
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2月7日,在有机液体氢储能技术湖北省中试基地的展示厅内,工作人员向记者介绍了大厅里的展示设备:一端油箱内装着被称作“氢油”的液体,流入一个填充了催化剂的容器发生了氢气与油分离的化学反应,油被回收流入另一端的油箱,氢气由管道进入氢燃料电池发电,所产生的电能供应给厅内电视,同时,还可将燃料电池所产生的热用于供暖。据介绍,被回收的油叫“储油”,它存入氢气后叫“氢油”,它们是基地的有机液体氢储能技术产品。


从甲A类到丙B类


氢危险等级和运输成本降低


氢能具备高效、清洁两大特点,是未来新能源产业发展的重要方向之一。由于氢气具有能量密度低和易燃易爆等特性,其高密度的安全存储是氢能应用发展最主要的问题。目前,常见的氢储存方式主要分为三类:低温液化储氢、高压气态储氢和储氢材料储氢。其中,前两者无论是极低的温度和极高的气压,都对储存条件有着很高的要求。因此,开发高密度储氢材料是氢能技术领域中的研发重点。


在基地的厂房内,记者可以看到刚刚生产好的“氢油”被装进普通的油桶内,整齐地摆放在墙边。有机液体氢储能技术湖北省中试基地的工作人员介绍道:“这一桶‘氢油’大约等于22个氢气钢瓶中的氢含量。”


氢气属于甲A类危险品,传统氢气瓶的存放危险等级很高,并有严格的数目限制。而氢存入“储油”后,“氢油”的危险性等级则为丙B类,与常见的食用油一个等级。这种在常温常压下将氢安全、高密度、低成本的储存方式,大幅缩小了氢储存所需面积,也使得氢的运输更加方便和安全。


“现在的加氢站基于传统的高压运输方式,每公斤氢售价大约50元以上。用‘氢油’运输,供氢成本可以大幅下降。”中国地质大学教授程寒松说。


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有机液体氢储能技术湖北省中试基地的展示厅内,六个罐子正在模拟氢油供能过程。见习记者雷心蕊摄


从气体到固体再到液体


用量子化学理论计算出的储氢材料


“储氢一直都是一个值得探索和广受关注的研究领域,‘氢油’的诞生用了11年。”程寒松教授向记者展示了他的论文资料,厚厚的一本书中布满各种数学公式和演算记录。


与大部分人印象中的化学工作者不同,程寒松教授是一名理论化学工作者,“储油”最开始并不是通过实验发现的,而是在计算机上用量子化学理论通过第一性原理模拟的结果。他早期所研发的第一类液体有机储氢材料在脱氢后成为固体粉末。考虑到能量效率、安全性、成本等一系列要求,这种材料并未得到预期效果。终于,在2014年,程寒松教授在中国地质大学(武汉)的实验室中,研发出了能反复利用的液体有机储氢材料,也就是现在的“储油”。“‘储油’与氢的关系就像客车与乘客,它能多次运输氢。”他说。


“氢油”脱氢变回“储油”后可以被运回加氢工厂再次加氢,如果每吨“储油”每年完成50次这样的循环,则1吨“储油”每年可以支持约50吨“氢油”的生产。


目前,液体有机储氢技术已经申请了80余项发明专利,其中也有来自美国、欧盟和日本等国的专利授权。


从科研到投入市场,产品需要不断地完善。程寒松教授带领科研团队始终在对液体有机储氢技术进行不断优化和实验,预计万吨规模的“储油”生产厂今年将建成投产。


从储油到氢油,从产品到产业


武汉全力打造氢能全产业链


氢能是未来新能源产业发展的重要方向,发展氢能已提升到国家战略层面。依托雄厚的石化工业和汽车产业基础,目前武汉已具有一定的氢能和氢燃料电池汽车产业发展基础。


程寒松教授带领团队和东风扬子江(武汉)汽车有限公司、湖北三环汽车有限公司、蜀都客车等车企联合研制了新能源客车与轻型货车,并设计出了占地仅20多平方米的常温常压氢油加注站,不仅安全高效,而且其成本比传统高压加氢站低50倍以上。“我们还计划生产小型移动加氢站,可实现一次为20辆使用氢燃料电池系统的汽车充氢。”他说。


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程寒松教授向参观者介绍新能源客车。


据介绍,今年年内,程寒松教授所创办的武汉氢阳能源有限公司将全面建成万吨级“储油”生产工厂,达产后累计可支持约十个每日生产不少于1000吨“氢油”的生产基地,每个基地每日可储存55000多公斤氢气。与电力换算,这些氢每天可在应用端产生约92万kwh的电力。


除了电力,氢能还可以替代汽油、天然气、甲醇等多种碳基能源,满足家庭和厂矿企业的日常用电、用热需求。在解决安全储运这一关键问题后,氢的零碳属性将得到充分发挥,这使得氢能产业的发展前景极为广阔。


《武汉市产业地图》显示,未来3年,武汉市将要培育5—10家制氢、氢储运重点企业,建成15座以上加氢站,培育和引进50家以上整车生产、船舶制造、膜电极、电堆、关键材料和动力系统集成等氢能行业领军企业,打造国内氢能产业创新研发、生产制造、示范应用引领区,实现氢能全产业链年产值规模位居国内城市前列。


来源:长江日报;作者:雷心蕊;编辑:肖翩

链接:http://www.app.dawuhanapp.com/p/2401183.html



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