氫能是一種能量密度很高的清潔可再生能源，理論上可以廣泛應用于各種動力設備，但難以常溫常壓儲存是其發(fā)展的一個重要瓶頸。據(jù)報道，中國地質(zhì)大學(武漢)程寒松博士帶領的團隊，利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，日前成功攻克了氫能在常溫常壓下難以貯存和釋放的技術瓶頸。分析人士認為，該技術國際領先，有望成為我國氫能源行業(yè)發(fā)展的新契機。

氫能源應用優(yōu)勢顯著

氫能是國際公認的清潔能源。隨著石油、天然氣、煤等存量有限的化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些不可再生資源將要枯竭，尋找不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源，逐漸被各方所重視。在此背景下，有分析人士指出，氫能正是這樣一種在常規(guī)能源危機間或顯現(xiàn)時比較理想的二次能源。

業(yè)內(nèi)專家指出，作為一種理想的新合能體能源，氫能具有以下特點：重量最輕，標準狀態(tài)下密度為0.0899g/l，-252.7℃時可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇?；導熱性最好，比大多?shù)氣體的導熱系數(shù)高出10倍；據(jù)估計氫構成了宇宙質(zhì)量的75%，除空氣中含有氫氣外，氫主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)；可以回收利用，利用氫能源的汽車排出的廢物只是水，所以可以再次分解氫，再次回收利用；發(fā)熱值理想，除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍；燃燒性能好、點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快；無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當處理也不會污染環(huán)境。

此外，氫能源還包括不少其他優(yōu)點，比如利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固態(tài)氫用作結構材料；可以多種形態(tài)存在，能適應貯運及各種應用環(huán)境的不同要求；耗損少，可以遠近距離管道運輸，安全性相對提高，能源無效損耗減??；利用率高，氫可以消除內(nèi)燃機噪聲源和能源污染隱患，利用率高；運輸方便，氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本；減少溫室效應，取代化石燃料能最大限度減弱溫室效應。

在應用方面，氫能源開發(fā)利用的拓展領域非常廣泛，新能源汽車可能是與投資者日常生活關聯(lián)度最高的一個領域。有業(yè)內(nèi)人士表示，在國內(nèi)各車企大力發(fā)展電動汽車的同時，日本企業(yè)已經(jīng)在發(fā)展燃料電池技術。據(jù)，日本于2015年擬將氫燃料電池汽車投放市場；2016年，氫能源動力巴士將投放市場；2017年，專業(yè)用氫能源動力汽車將投放市場；2020年氫能源汽車燃料耗費價格與混合動力汽車將基本持平。

突破存儲瓶頸或成發(fā)展新契機

盡管氫能源的應用范圍廣泛，相對優(yōu)勢也非常顯著，但人類對氫能的開發(fā)卻始終存在一個巨大的瓶頸難以突破。業(yè)內(nèi)專家指出，氫是一種能量密度很高的清潔可再生能源，特殊性質(zhì)導致其難以常溫常壓儲存，泄漏后有爆炸危險。因此，只有突破儲存技術瓶頸，才可能引發(fā)氫能源在各種動力設備中的廣泛應用。值得注意的是，在常溫存儲運輸方面，中國科學家日前取得了新的突破。

據(jù)媒體報道，中國地質(zhì)大學(武漢)可持續(xù)能源實驗室主任、國家“千人計劃”特聘教授程寒松博士帶領的團隊，利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，日前成功攻克了氫能在常溫常壓下難以貯存和釋放這一技術瓶頸，不僅實現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運輸，而且克服了傳統(tǒng)高壓運輸高成本、高風險的弊病，所儲氫在溫和條件下加催化劑釋放后即可使用。儲氫材料的技術性能指標，超過了美國能源部頒布的車用儲氫材料標準。

該項目小組的實驗室研究顯示，儲氫分子熔點可低至-20℃，能在150℃左右實現(xiàn)高效催化加氫，并在常溫常壓下進行儲存和運輸；催化脫氫溫度低于200℃，脫氫過程產(chǎn)生氫的純度可高達99.99%，并且不產(chǎn)生CO、NH3等其他氣體；儲氫材料循環(huán)壽命高、可逆性強(高于2000次)；質(zhì)量儲氫容量>5.5wt%，體積容量>50kg(H2)。據(jù)程寒松介紹，其所用催化劑無需再生即可重復使用，5年內(nèi)無需更新。部分業(yè)界人士認為，該技術處于國際領先水平，有可能引發(fā)氫能利用革命?！拔覀兊募夹g可以做到在常溫常壓下儲氫，而且產(chǎn)品形態(tài)也已成熟，可以批量生產(chǎn)。”程寒松此前在接受媒體采訪時說。

技術突破迅速吸引了企業(yè)的關注。據(jù)報道，日前中國地質(zhì)大學、張家港氫力新能源有限公司簽訂了江蘇氫陽能源有限公司投資合作協(xié)議。江蘇氫陽能源公司由中國地質(zhì)大學(武漢)可持續(xù)能源實驗室、武漢地質(zhì)資源環(huán)境工業(yè)技術研究院，聯(lián)合張家港富瑞特裝公司等單位共同成立。根據(jù)協(xié)議，項目前期總投資7060萬元，江蘇氫陽能源公司負責氫能存儲、轉化、應用材料、裝備及技術的研究開發(fā)與制造、銷售，富瑞特裝則將為液態(tài)儲氫技術中試研發(fā)提供研究平臺。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >