登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
储氢压力和温度对储氢量起着至关重要的作用。例如,在1m3体积中,气体形式的氢气在1bar下只能存储0.08kg,如果压力增加到700bar,它可以增加到42kg,如果温度降低到-255℃,则可以增加到73kg。
这些都是能源密集型的流程,因此企业正在努力提高这些流程的效率。在高压或低温下储存氢需要专用的储罐:压力容器或低温绝缘储罐。这可能带来了最具挑战性的技术问题和研究领域,以及考验材料在极端条件下的性能。
在高压下,不锈钢或复合材料通常用作储罐材料。金属罐称为I型罐,带聚合物衬里的全复合罐称为IV型储罐。V型罐是无衬里罐,这是复合氢罐生产商的圣杯。
衬里的作用是作为气体屏障。然而,衬里也是造成各种结构完整性问题的原因。例如,在储罐减压过程中,衬里与增强复合材料层分离,或暴露在温度和压力循环中逐渐失去弹性。这些问题导致研究人员对无衬里罐的概念进行了研究,在这种概念中,罐壁既要充当气体屏障,又要履行其最初作为加固墙的任务。挑战在于氢分子通过罐壁的渗透。树脂中潜在的空隙、纤维与树脂之间的脱粘或层间的分层可能最终会形成一个网格面,这将增加直径为120皮米(1皮米=10^-12米)的氢分子的渗透。
在金属中,氢在材料中的扩散也是一个问题,但与复合材料相比,金属中氢分子渗透背后的物理原理是不同的。进入金属的氢的量受多种因素的影响,包括氢的浓度、表面条件、温度。金属中的氢会导致一定程度的金属延展性和韧性降低,增强裂纹扩展,晶粒内断裂。在金属表面,氢分子分解成氢原子。这些原子沿着晶界或在现有的裂缝中移动,并在空洞中积累,从而形成亚表面压力。这导致金属表面起泡,降低了金属的强度。此外,氢的穿透可能会导致破坏,导致金属应变降低,即氢脆。众所周知,低强度钢很容易起泡;另一方面,高强度钢则更容易发生氢脆。
液氢罐的材料选择同样具有挑战性,这也反映在市场上几乎找不到在售的液氢储罐。在低温条件下,金属失效的应变通常会降低,而屈服强度会增加。具有环形绝热空间的双壁低温罐是最常见的低温压力容器设计。通常不锈钢用于建造内罐,而低碳钢用于外罐。内罐的目的是容纳低温介质并适应汽化引起的压力增加,外罐的目的是封装绝缘环形空间并提供抗冲击性。
设计用于承受压力的球形或圆柱形罐称为C型罐。对于大型存储,类似于船舶中的货舱,B型棱柱形储罐更为适合。蒸发是指由于不可避免的热量泄漏到罐中而导致液态氢蒸发。为了减少蒸发量并限制罐内压力的增加,绝缘材料的选择必须做得非常好。如果压力积聚达到最大允许工作压力 (MAWP),则储罐需要排放积聚的气体,这是一个安全问题,但同时也是一项经济损失。因此,绝缘材料的选择极为重要。最先进的是基于气凝胶的毯子或多层绝缘材料 (MLI),两者都能够在真空条件下提供卓越的绝缘性能。
除了前面提到的渗透性问题之外,在低温条件下使用复合材料还存在与微裂纹相关的挑战。复合材料中的微裂纹通常是由于热循环而形成的,并且可能会发展成导致渗透增加和强度降低的通道。成分之间以及不同方向的热膨胀系数不匹配是形成微裂纹的原因。
下一个挑战是设计和制造重量轻、坚固耐用且可靠的航空低温储罐。自1960年代以来,太空应用一直依赖低温储罐,但由于重量、绝缘和额外安全问题等要求的差异,这些金属罐不适合商业航空。特别是对于长途商业航空,我们在清洁航空的道路上应该实现的第一个里程碑是低温复合罐的开发。薄层复合材料领域的最新进展显示出:可用于低温下的抗损伤复合材料是最有希望的解决方案之一。
储氢压力和温度对储氢量起着至关重要的作用。例如,在1m3体积中,气体形式的氢气在1bar下只能存储0.08kg,如果压力增加到700bar,它可以增加到42kg,如果温度降低到-255℃,则可以增加到73kg。
这些都是能源密集型的流程,因此企业正在努力提高这些流程的效率。在高压或低温下储存氢需要专用的储罐:压力容器或低温绝缘储罐。这可能带来了最具挑战性的技术问题和研究领域,以及考验材料在极端条件下的性能。
在高压下,不锈钢或复合材料通常用作储罐材料。金属罐称为I型罐,带聚合物衬里的全复合罐称为IV型储罐。V型罐是无衬里罐,这是复合氢罐生产商的圣杯。
一种IV型储罐的结构剖面
衬里的作用是作为气体屏障。然而,衬里也是造成各种结构完整性问题的原因。例如,在储罐减压过程中,衬里与增强复合材料层分离,或暴露在温度和压力循环中逐渐失去弹性。这些问题导致研究人员对无衬里罐的概念进行了研究,在这种概念中,罐壁既要充当气体屏障,又要履行其最初作为加固墙的任务。挑战在于氢分子通过罐壁的渗透。树脂中潜在的空隙、纤维与树脂之间的脱粘或层间的分层可能最终会形成一个网格面,这将增加直径为120皮米(1皮米=10^-12米)的氢分子的渗透。
在金属中,氢在材料中的扩散也是一个问题,但与复合材料相比,金属中氢分子渗透背后的物理原理是不同的。进入金属的氢的量受多种因素的影响,包括氢的浓度、表面条件、温度。金属中的氢会导致一定程度的金属延展性和韧性降低,增强裂纹扩展,晶粒内断裂。在金属表面,氢分子分解成氢原子。这些原子沿着晶界或在现有的裂缝中移动,并在空洞中积累,从而形成亚表面压力。这导致金属表面起泡,降低了金属的强度。此外,氢的穿透可能会导致破坏,导致金属应变降低,即氢脆。众所周知,低强度钢很容易起泡;另一方面,高强度钢则更容易发生氢脆。
船载液氢储罐(来自川崎重工)
液氢罐的材料选择同样具有挑战性,这也反映在市场上几乎找不到在售的液氢储罐。在低温条件下,金属失效的应变通常会降低,而屈服强度会增加。具有环形绝热空间的双壁低温罐是最常见的低温压力容器设计。通常不锈钢用于建造内罐,而低碳钢用于外罐。内罐的目的是容纳低温介质并适应汽化引起的压力增加,外罐的目的是封装绝缘环形空间并提供抗冲击性。
设计用于承受压力的球形或圆柱形罐称为C型罐。对于大型存储,类似于船舶中的货舱,B型棱柱形储罐更为适合。蒸发是指由于不可避免的热量泄漏到罐中而导致液态氢蒸发。为了减少蒸发量并限制罐内压力的增加,绝缘材料的选择必须做得非常好。如果压力积聚达到最大允许工作压力 (MAWP),则储罐需要排放积聚的气体,这是一个安全问题,但同时也是一项经济损失。因此,绝缘材料的选择极为重要。最先进的是基于气凝胶的毯子或多层绝缘材料 (MLI),两者都能够在真空条件下提供卓越的绝缘性能。
除了前面提到的渗透性问题之外,在低温条件下使用复合材料还存在与微裂纹相关的挑战。复合材料中的微裂纹通常是由于热循环而形成的,并且可能会发展成导致渗透增加和强度降低的通道。成分之间以及不同方向的热膨胀系数不匹配是形成微裂纹的原因。
下一个挑战是设计和制造重量轻、坚固耐用且可靠的航空低温储罐。自1960年代以来,太空应用一直依赖低温储罐,但由于重量、绝缘和额外安全问题等要求的差异,这些金属罐不适合商业航空。特别是对于长途商业航空,我们在清洁航空的道路上应该实现的第一个里程碑是低温复合罐的开发。薄层复合材料领域的最新进展显示出:可用于低温下的抗损伤复合材料是最有希望的解决方案之一。
关于作者
Bilim Atli-Veltin博士是TNO的高级科学家和代尔夫特理工大学的研究员。她拥有航空航天结构的学术背景,目前从事暴露于液氢运输和储存等极端条件下的材料结构领域。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,7月17日,国蒙氢能科技(巴彦淖尔)有限公司甘其毛都口岸加工园区绿电制氢项目(一期)EPC招标结果公示:项目名称:国蒙氢能科技(巴彦淖尔)有限公司甘其毛都口岸加工园区绿电制氢项目(一期)。建设地点:巴彦淖尔市-乌拉特中旗-甘其毛都口岸加工园区经四路西,中轴路北,经三路东,远鑫公
近日,全球知名研究机构标普全球大宗商品(SPGlobalCommodityInsights)正式发布了2024年度全球光伏逆变器出货排行榜。上能电气以出色的市场表现,蝉联全球光伏逆变器出货量第四位,这也是公司连续12年稳居榜单前十。这份成绩充分展现了公司不断加速全球化纵深拓展、完善本地化服务体系建设的卓越成效
北极星氢能网获悉,7月15日,安徽省第三批氢能环卫车批量投运交付仪式在六安市金安区举行。本批共交付8辆18吨氢能环卫洗扫车,开创了安徽省氢能环卫批量化运营的新局面。运营车辆为18吨燃料电池洗扫车,由明天氢能联合中联重科盈峰环境联合开发,搭载明天氢能公司101kW高性能燃料电池系统,百公里氢耗
北极星氢能网获悉,近日,由北方稀土贮氢公司主导开发的氢能电动两轮车正式上线。记者走进该公司,率先一睹这款新车的独特风采。在北方稀土贮氢公司办公楼门前,一排排氢能电动两轮车整齐列队。蓝绿相间的车体色彩明快亮眼,车筐里的橙色头盔尤为醒目,车身一侧的包钢集团标志格外引人注目。车头嵌入的
北极星售电网获悉,7月11日,海南省新闻办公室举行新闻发布会,会上邀请海南省发展和改革委员会党组成员、副主任李璐,海南省住房和城乡建设厅二级巡视员崔柏,海南省交通运输厅安全总监、运输与物流管理处处长李丽,海南省生态环境厅应对气候变化与科技财务处二级调研员滕文亮出席,介绍《海南低碳岛
国华投资国华(赤城)风电有限公司氢气运输服务公开招标项目中标候选人公示国华投资河北分公司赤城制氢厂位于河北省张家口市赤城县经济开发区,该项目用自有新能源电源开展电解水制氢,项目总氢气产能为4000Nm/h,一期建设2000Nm/h(折合4272kg/d),二期预留用地(规模2000Nm/h)。产品氢纯度为99.999
1、投资6.56亿元!广西100MW风电项目开工近日,广西壮族自治区南宁市武鸣太平风电项目举行开工仪式。武鸣太平风电项目总投资约6.56亿元,规划总装机容量100MW,将安装16台单机容量6250kW的风电机组。2、1300MW!中石油某海上风电项目中标结果公布7月1日,中国石油某海上风电项目第一阶段前期技术咨询及
北极星氢能网获悉,2025年7月11日,北京明阳氢能科技有限公司(以下简称“明阳氢能”)与QairBrasil于巴西Ceará州的Fortaleza正式签署制氢装备合作协议,明阳氢能将作为氢能设备和解决方案供应商,执行QairBrasil在Fortaleza的H2BRASIL项目20MW成套制氢装备的设备合作和运维任务。明阳集团、明阳氢能
当前,我国新能源发电领域发展势头迅猛,正加速重塑能源格局。2025年上半年,全国新增并网风电和太阳能发电装机容量1.28亿千瓦,占新增总装机容量的84%,清洁能源正逐步向“主力电源”跃迁。在电力市场化改革持续深化、新型能源体系加快构建的宏伟蓝图下,“源网荷储一体化”正从示范性项目迈向规模化
7月9日,志臻能源伊犁州伊宁县100万千瓦光伏制氢合成氨一体化项目(规模化制氢、氨部分)勘察-设计-施工总承包EPC项目招标。招标公告显示:志臻能源伊犁州伊宁县100万千瓦光伏制氢合成氨一体化项目(规模化制、氨部分)勘察-设计-施工总承包EPC项目己由项目审批/核准/备案机关批准。本项目己具备招标条件,
7月9日,上能电气股份有限公司(以下简称上能电气)与双良集团有限公司(以下简称双良集团)正式签署战略合作协议。此次合作将进一步推动公司在光储氢全产业链的协同布局,助力加快构建多元融合的清洁能源生态体系。双良战略发展部总经理王法根和上能电气副总裁李建飞代表双方公司正式签约,双良集团董
2021年,美国得克萨斯州遭遇百年一遇的极寒天气,电力系统几近崩溃,近500万人陷入无电可用的困境。这场灾难暴露了高比例新能源系统在极端天气下的脆弱性。在中国西北的风光资源富集区,另一类矛盾同样尖锐。全国新能源消纳监测预警中心数据显示,2025年一季度青海、甘肃、新疆等省的风光发电利用率在9
北极星氢能网获悉,4月23日,2025氢能产业大会暨四川省氢能产业链供需对接会23日在成都开幕。本次大会由四川省经济和信息化厅主办,以“氢动中国·能向未来”为主题,依托2025成都国际工业博览会平台,加速技术转化,完善产业链条,优化生态布局,加强供需对接,助力四川建设全国领先的氢能产业高地。
法国经济、财政、工业和数字主权部16日发布新闻公报说,政府更新了《国家氢能战略》,将设立一项总额达40亿欧元的支持机制,在未来15年内保障低碳氢相较于化石燃料制氢的市场竞争力。公报说,尽管初步结果显示法国氢能产业前景广阔,但通过氢能手段实现二氧化碳减排仍需时间,同时氢能产业也面临诸多结
北极星氢能网获悉,4月15日,由河北冀中新能源科技有限公司投资建设的内蒙古冀众新能源科技有限公司四子王旗年产50万吨绿氨建设项目开工。内蒙古冀众新能源四子王旗风光储氢氨一体化项目,利用风光发电、电解水制氢、氢制合成氨。包含新能源风光项目2400MW,配套建设40MW/80MWh电化学储能,配套建设绿
北极星氢能网获悉,4月11日,海马汽车携旗下氢燃料电池汽车7X-H亮相第五届中国国际消费品博览会,该车由海马汽车与丰田汽车合作打造,具有动力强、续航长、补能快、零排放、高安全等特点,搭载了全球领先的丰田电堆系统和70MPa高压储氢罐,一次加满氢气仅需3-5分钟,续航里程可达800公里,百公里氢耗低
来源:《中国电力》2025年第2期引文:许文俊,马刚,姚云婷,等.考虑绿证-碳交易机制与混氢天然气的工业园区多能优化调度[J].中国电力,2025,58(2):154-163.编者按目前,全球变暖和能源短缺问题引起了世界各国的广泛关注,中国为此提出“双碳”目标。工业生产作为碳排放和能源消耗的主要来源,实现工业园区
氢能作为一种清洁零碳能源,具有原料、燃料和储能介质等多重属性,是重要的“能源连接器”。全国政协委员、美锦能源董事长姚锦龙今年继续关注氢能产业高质量发展,同时聚焦能源产业数字化转型,带来了相关提案。他建议强化顶层设计,推动区域协同发展。建议国家发展改革委、国家能源局牵头制定《全国氢
近日,第十四届全国人民代表大会第三次会议和政协第十四届全国委员会第三次会议,分别于2025年3月5日和3月4日在北京盛大启幕,能源领域相关提案一跃成为各方瞩目的焦点。而氢能,这一被视作撬动能源结构转型、助力实现“双碳”宏伟目标的关键力量,已然成为各省市布局政策、推动产业升级的重中之重。在
2025年,随着全国各地两会的陆续召开,氢能作为新能源领域的璀璨“明星”,频繁的出现在各地两会的讨论中,多个省对氢能提出了一系列建议,北极星氢能网整理如下:陕西省2025年陕西省两会期间,陕西省人大代表、隆基绿能科技股份有限公司总裁李振国认为,当前绿色氢能(绿氢)行业已经走出最困难的低谷时
北极星氢能网获悉,1月14日,自贡市发展和改革委员会发布关于市政协第十六届委员会三次会议第138号提案的答复函。答复提出,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向,自贡市将加快氢能高质量发展视为新能源行业的重点工作。原文如下:自贡市发展和改革委员会关于市政协第十六届委员会三次会
2024年12月,两大氢能头部企业重塑能源、国富氢能的顺利上市为整个产业发展注入了信心,此外,据北极星氢能网不完全统计,在第四季度中,近20家氢能企业获得融资,其中包括国氢科技、明阳氢能、捷氢科技、醇氢科技、氢璞创能等企业。详情如下:奥利文新能源完成数千万天使轮融资10月,苏州奥利文新能源
砥砺奋进的十年系列报道之三——创新驱动十年间,国家电投锚定高水平科技自立自强,持续深化科技创新体制改革,研发投入强度从0.91%跃升至3.5%,累计建成一支1.3万人的科技研发队伍,形成央企领先的创新力量。十年间,肩负“国之大者”,锻造“国之重器”,作为同时牵头两个国家科技重大专项的能源央企
北极星氢能网获悉,近日,由北方稀土贮氢公司主导开发的氢能电动两轮车正式上线。记者走进该公司,率先一睹这款新车的独特风采。在北方稀土贮氢公司办公楼门前,一排排氢能电动两轮车整齐列队。蓝绿相间的车体色彩明快亮眼,车筐里的橙色头盔尤为醒目,车身一侧的包钢集团标志格外引人注目。车头嵌入的
北极星氢能网获悉,7月16日,国华投资国华(如东)新能源有限公司国华如东光氢储一体化制氢项目EPC总承包公开招标:本项目位于江苏省南通市如东洋口港经济开发区豫东垦区老海堤东侧、内部农路南侧。制氢规模为1500Nm³/h,制氢站与集中式光伏就近布置,采用集中式光伏所发绿色电力进行制氢,提升绿氢制
近日,江苏省发改委发布关于大唐南京发电厂大唐南电二期2×745MW燃气轮机创新发展示范项目1号机组节能报告的审查意见。该项目为扩建项目,建设地点位于南京市栖霞区龙潭街道马渡村大唐南京发电厂内,总占地面积14.50公顷、建筑面积32742m2,与“大唐南电二期燃气轮机创新发展示范补单项目”共用。项目
国华投资国华(如东)新能源有限公司国华如东光氢储一体化制氢项目EPC总承包公开招标项目招标公告第一章公开招标1.招标条件本招标项目名称为:国华投资国华(如东)新能源有限公司国华如东光氢储一体化制氢项目EPC总承包公开招标,项目招标编号为:CEZB250106609,招标人为国华(如东)新能源有限公司
国华投资国华(赤城)风电有限公司氢气运输服务公开招标项目中标候选人公示国华投资河北分公司赤城制氢厂位于河北省张家口市赤城县经济开发区,该项目用自有新能源电源开展电解水制氢,项目总氢气产能为4000Nm/h,一期建设2000Nm/h(折合4272kg/d),二期预留用地(规模2000Nm/h)。产品氢纯度为99.999
1、投资6.56亿元!广西100MW风电项目开工近日,广西壮族自治区南宁市武鸣太平风电项目举行开工仪式。武鸣太平风电项目总投资约6.56亿元,规划总装机容量100MW,将安装16台单机容量6250kW的风电机组。2、1300MW!中石油某海上风电项目中标结果公布7月1日,中国石油某海上风电项目第一阶段前期技术咨询及
北极星储能网获悉,7月10日,科力远披露,公司目前已取得储能项目建设所需批准备案、即将投建的有河北省合计400MW/1000MWh规模、山东省合计400MW/800MW规模、内蒙古合300MW/1200MWh规模、广东100MW/200MWh规模的8个独立储能及共享储能项目。预计将于今年3-4季度逐步释放。另有各类型储能应用场景储备项
北极星氢能网获悉,7月8日,山西吕梁经开区3MW绿电离网制绿氢加氢一体化示范项目成功试车,标志着吕梁经开区在绿氢制取方面实现新突破。首套单槽2MWAEM制氢系统在吕梁经开区成功试车该项目位于吕梁经开区新材料园区,为吕梁经开区国有公司组织实施。其核心为国内企业研发的全国首台单体2MW纯国产化AEM
北极星氢能网获悉,7月10日,中核集装箱式水电解制氢装置中标候选人公示。根据公示,中标候选人第1名为苏州希倍优氢能源科技有限公司,投标报价为221.341万元。中标候选人第2名为南通安思卓新能源有限公司,投标报价为239万元。中标候选人第3名为北京明阳氢能科技有限公司,投标报价为238万元。根据招
日前,有投资者提问河钢股份:在低碳冶炼技术方面取得了重大突破,唐山基地投用了全球首套120万吨氢基竖炉,碳排降低50%,并获得了欧盟碳关税认证。请问是否属实?请介绍相关情况?谢谢董秘回答:尊敬的投资者,您好!2023年5月,公司间接控股股东河钢集团旗下张家口张宣科技公司建成投运120万吨氢冶金
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!