氢液化与低温高压储氢技术发展现状

H_(2)来源广泛、清洁无碳,是未来重要的清洁二次能源载体,在世界能源格局中占重要地位。H_(2)低温致密化技术可大幅提高储氢密度,有效解决H_(2)低密度、低沸点带来的大规模储运难题。综述了氢液化与低温高压储氢2种低温储氢技术的发展现状,对比了各类低温储氢流程的性能和特点,总结了未来发展方向,为H_(2)储运技术的发展提供参考。其中低温液态储氢(氢液化)的储氢密度高且储氢压力低,是目前主流的大规模氢储运方法之一;低温高压储氢则可达到与液氢接近的储氢密度,且本征能耗低、无需正仲氢转化,极具发展潜力;而采用以混合工质节流制冷循环为代表的闭式低温制冷循环替代液氮对H_(2)进行预冷或冷却,可显著降低H_(2)低温致密化能耗,是2种低温储氢技术的重要发展趋势。

气相低温高压储氢密度和能耗的理论分析及比较

如何安全、高效、经济地储存氢气已成为氢能利用进一步发展的瓶颈.传统储氢手段,如室温高压储氢、液化储氢、金属氢化物储氢等存在或储氢密度低、或液化功率高、或需高温加热再生释氢等问题.为此,本文提出一种在氢气临界压力之上的低温高压储氢方式,可在压力不必太高,温度不必太低的情况下实现储氢释氢过程.分析发现,综合储氢密度及储氢能耗, 3种物理储氢方法优劣为:低温高压储氢>室温70 MPa储氢>液化储氢;在储氢压力10 MPa以上存在单位储氢能耗下的储氢密度极大值.本文推荐低温高压储氢参数为:50 MPa,100 K;45 MPa,100 K;40 MPa, 90 K;35 MPa, 80 K;30 MPa, 70 K,其储氢密度在62.3~65.3 kg/m^3之间.