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氢气的储存、压缩和运输指南
- 2020-08-28-
氢以其纯净形式不燃烧碳,不产生热灰烬,并且几乎没有辐射热。氢极易燃,但是当氢泄漏并且是世界上轻的元素时,它会迅速上升到大气中,因此燃烧时间更少。氢气作为高度压缩的气体,与其他任何燃料一样,需要明确的使用规则。氢已经使用了很长一段时间,不幸的是,仍然存在着一种误解,即缺乏对氢气已经在市场上的了解以及一种有希望的能帮助工业和运输业脱碳的能源载体的认识。  下面氢气生产厂家介绍关于氢气的储存、压缩和运输指南。

您如何储存氢?

氢原子氢很难存储,因为其能量密度非常低。它是简单,轻的元素比氦轻。氢气的能量密度比天然气小3.2倍,能量密度比汽油小2700倍。按重量计算,氢气所含能量是汽油的3.4倍。须使氢的能量密度更高才能用于运输。有三种方法可以做到这一点。氢可以被压缩,液化或化学结合。

压缩氢气

在相同能量下,压缩到800个大气压的氢气所占体积比汽油大3倍。如果车辆要携带足够的氢气以实用,则须达到此密度。每平方英寸800巴的压力达到6吨或12,000磅。将这种压力安全地容纳在轻型罐中非常困难。由高强度钢制成的储罐重量是其所含氢的100倍。使用钢制储罐的卡车或汽车不切实际,因为储罐的重量几乎是车辆的重量。

由碳纤维制成的高压氢气罐可能是一种解决方案。碳纤维是用于飞机和体育用品的材料。典型的18轮半卡车载有两个90加仑的油箱,可行驶750英里。典型的4缸轿车具有18加仑的油箱,可行驶575英里。(实际范围会稍小一些。)柴油发动机在巡航速度下可实现35%的效率。汽油发动机在巡航速度下可实现25%的效率。两种车辆都可以转换为氢气运行。可以使用内燃机(ICE),使效率达到35%。或者,可以使用燃料电池,效率达到45%。

钢罐的空间,重量和费用使其不切实际。能源效率方面的任何提高都将被拖运非常重的坦克所造成的损失所抵消。如此大小和性能的碳纤维储罐不存在,它们只是目标。相比之下,汽油仅需要一个小型的低技术含量的油箱。

您如何运输氢?

一辆40吨的卡车可以将26吨的汽油输送到传统的加油站。对于繁忙的车站,每天交付一次就足够了。一辆载有压缩氢的40吨卡车只能运送400公斤。那是因为罐的重量能够容纳200个大气压。空卡车的重量几乎相当于整辆卡车的重量。压缩氢气罐须坚固。如果储罐破裂,用于将氢气压缩到200个大气压的能量将立即释放。火球将覆盖一个足球场。氢气比汽油(按重量计)更具能量密度,而氢气驱动的运输则更节能。然而,加氢站每天需要进行15次运输,其他所有条件都相同。除非氢的来源非常接近使用点,否则卡车运输的能源成本变得无法接受。低温卡车可以携带更多的氢气,但要记住,液化氢气的能源成本在大多数情况下是不可行的。

氢气可以通过管道运输。与天然气相比,通过管道输送氢气所需的能量大约多4倍。



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