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日趋多样化的燃料电池车氢气储藏技术(五)

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-12-06 12:00:03    来源:本站    作者:admin    浏览次数:66    评论:0
导读

  不过,这种方法目前还处于基础性阶段,改进的余地还相当大。例如,其发电效率目前约为40%,与丰田及本田的燃料电池已达到60

  不过,这种方法目前还处于基础性阶段,改进的余地还相当大。例如,其发电效率目前约为40%,与丰田及本田的燃料电池已达到60%的发电效率相比尚低,电解质膜的改进是当务之急。另外,有可能成为最大难题的则是燃料的安全性。液体浓度为30%以上的高浓度水合联氨在日本有毒及剧毒物取缔法中被指定为剧毒物,因此,安全性方面的应对措施不可缺少。大发也认识到了这一点,因而同时开发了在燃料罐内通过聚合物使水合联氨固化的技术。

  固化技术是将结合了羟基(>C=O)的聚合物制成粒状,预先填入燃料罐,然后向罐中注入水合联氨,则羟基与联氨发生结合,从而可在稳定的腙(>C=N2H4)状态下得到保存。

  在这种情况下,向燃料罐补充水合联氨时,必需注意不使水合联氨向周围飞溅。由于大发的方式不使用Pt,所使用的液体燃料易于搬运,且可充分利用已有的燃料补给基础设施,因此在实用性方面好处较多,但确保燃料的安全性则是最大的难题。

  储氢合金与高压罐组合使用

  正如文章开头提到的那样,目前燃料电池车的氢气储藏技术的主流是采用高压罐。然而,为了增加容量而提高压力,会使罐的成本及氢气补给设施的成本上升。如果设施的设备成本高,最终将反映到氢气的价格上。作为在35MPa压力的条件下增加氢储藏量的新方法,日本Samtech正在开发将高压罐与储氢合金合而为一的复合罐。

  外观(a)及内部结构(b)。在35MPa的高压氢气罐内部组装了储氢合金、以及用于氢气吸留及释放的热交換器。内容量为40.8L,总重量为89.6kg,氢储藏量为1.5kg,为同体积的35MPa罐的1.5倍。

  这种复合罐是日本汽车研究所、日本重化学工业及Samtech受日本新能源及产业技术综合开发机构(NEDO)的委托联合开发的,它采用在高压罐中设置储氢合金管芯的结构。管芯中充填有粒状储氢合金,并安装有配管(热交换器),这些配管用于在释放氢气时通入温水、以及为消除吸留氢气时产生的热量而向四周通入冷却水。其思路是,使氢气吸留在粒状的储氢合金上,使高压氢气填入储氢合金的缝隙中。

  此次开发的复合罐中的储氢合金,采用了以往NEDO委托研究项目中开发出的V(钒)-Ta(钽)-Cr合金。首次试制品的内容积(不含管芯)为40.8L,总重量(不含阀门)为89.6kg,氢储藏量为1.5kg(计算值),与同体积的35MPa容器的1.0kg氢储藏量相比,达到了后者的1.5倍。

  在复合罐方面,丰田也正在进行开发。该公司以往公布的性能数据显示,采用有效氢吸留量为1.9质量百分比的Ti-Cr-Mn(锰)类储氢合金、以35MPa的压力向体积为180L的罐中充填氢气时,可注入最多7.3kg的氢气。这相当于同体积的35MPa罐的2.5倍,即使与70MPa罐相比,也相当于其1.7倍的容量。不过,在罐的重量方面,与35MPa罐为100kg以下的重量相比,复合罐则达到420kg,重了4倍多。另外,复合罐需要大量使用昂贵的储氢合金。这些都成为了实用化时的瓶颈。

 
(文/admin)
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