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氫氣的儲(chǔ)存、壓縮和運(yùn)輸要注意哪些問(wèn)題呢?

2021-06-05 1411

氫氣的儲(chǔ)存、壓縮和運(yùn)輸要注意哪些問(wèn)題呢?氫以其純凈形式不燃燒碳,不產(chǎn)生熱灰燼,并且?guī)缀鯖](méi)有輻射熱。氫極易燃,但是當(dāng)氫泄漏并且是世界上輕的元素時(shí),它會(huì)迅速上升到大氣中,因此燃燒時(shí)間更少。氫氣作為高度壓縮的氣體,與其他任何燃料一樣,需要明確的使用規(guī)則。氫已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間,不幸的是,仍然存在著一種誤解,即缺乏對(duì)氫氣已經(jīng)在市場(chǎng)上的了解以及一種有希望的能幫助工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)脫碳的能源載體的認(rèn)識(shí)。
 

氫氣的儲(chǔ)存

 

您如何儲(chǔ)存氫?

 

氫原子氫很難存儲(chǔ),因?yàn)槠淠芰棵芏确浅5?。它是?jiǎn)單,輕的元素-比氦輕。氫氣的能量密度比天然氣小3.2倍,能量密度比汽油小2700倍。按重量計(jì)算,氫氣所含能量是汽油的3.4倍。必須使氫的能量密度更高才能用于運(yùn)輸。有三種方法可以做到這一點(diǎn)。氫可以被壓縮,液化或化學(xué)結(jié)合。

 

壓縮氫氣

 

在相同能量下,壓縮到800個(gè)大氣壓的氫氣所占體積比汽油大3倍。如果車輛要攜帶足夠的氫氣以實(shí)用,則必須達(dá)到此密度。每平方英寸800巴的壓力達(dá)到6噸或12,000磅。將這種壓力安全地容納在輕型罐中非常困難。災(zāi)難性坦克故障釋放的能量與相等重量的炸藥一樣多。由高強(qiáng)度鋼制成的儲(chǔ)罐重量是其所含氫的100倍。使用鋼制儲(chǔ)罐的卡車或汽車不切實(shí)際,因?yàn)閮?chǔ)罐的重量幾乎是車輛的重量。

 

氫氣生產(chǎn)廠家

 

由碳纖維制成的高壓氫氣罐可能是一種解決方案。碳纖維是用于飛機(jī)和體育用品的材料。典型的18輪半卡車載有兩個(gè)90加侖的油箱,可行駛750英里。典型的4缸轎車具有18加侖的油箱,可行駛575英里。(實(shí)際范圍會(huì)稍小一些。)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航速度下可實(shí)現(xiàn)35%的效率。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航速度下可實(shí)現(xiàn)25%的效率。兩種車輛都可以轉(zhuǎn)換為氫氣運(yùn)行。可以使用內(nèi)燃機(jī)(ICE),使效率達(dá)到35%。或者,可以使用燃料電池,效率達(dá)到45%。

 

鋼罐的空間,重量和費(fèi)用使其不切實(shí)際。能源效率方面的任何提高都將被拖運(yùn)非常重的坦克所造成的損失所抵消。如此大小和性能的碳纖維儲(chǔ)罐不存在,它們只是目標(biāo)。相比之下,汽油僅需要一個(gè)小型的低技術(shù)含量的油箱。

 

您如何運(yùn)輸氫?

 

一輛40噸的卡車可以將26噸的汽油輸送到傳統(tǒng)的加油站。對(duì)于繁忙的車站,每天交付一次就足夠了。一輛載有壓縮氫的40噸卡車只能運(yùn)送400公斤。那是因?yàn)楣薜闹亓磕軌蛉菁{200個(gè)大氣壓??湛ㄜ嚨闹亓繋缀跸喈?dāng)于整輛卡車的重量。壓縮氫氣罐必須堅(jiān)固。如果儲(chǔ)罐破裂,用于將氫氣壓縮到200個(gè)大氣壓的能量將立即釋放?;鹎?qū)⒏采w一個(gè)足球場(chǎng)。氫氣比汽油(按重量計(jì))更具能量密度,而氫氣驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸則更節(jié)能。然而,加氫站每天需要進(jìn)行15次運(yùn)輸,其他所有條件都相同。除非氫的來(lái)源非常接近使用點(diǎn),否則卡車運(yùn)輸?shù)哪茉闯杀咀兊脽o(wú)法接受。低溫卡車可以攜帶更多的氫氣,但要記住,液化氫氣的能源成本在大多數(shù)情況下是不可行的。

 

氫氣可以通過(guò)管道運(yùn)輸。與天然氣相比,通過(guò)管道輸送氫氣所需的能量大約多4倍。


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