液態(tài)儲(chǔ)氫雖然儲(chǔ)氫密度高,但需要將氫氣冷卻到極低的溫度(-252.72攝氏度),技術(shù)難度和能耗都較大。固態(tài)儲(chǔ)氫則利用特定的材料吸附或形成氫化物來(lái)儲(chǔ)存氫氣,這種方式仍在實(shí)驗(yàn)階段,技術(shù)尚未完全成熟。安全性問(wèn)題氫氣具有易燃易爆的特性,因此在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中需要特別小心,以防止泄漏或發(fā)生碰撞引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。
這增加了其儲(chǔ)存的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)成本問(wèn)題:目前,氫能源的儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本相對(duì)較高。無(wú)論是高壓氣瓶、低溫儲(chǔ)罐還是固態(tài)儲(chǔ)氫材料,都需要特殊的設(shè)備和材料,這些都會(huì)增加成本。此外,儲(chǔ)存過(guò)程中可能需要的能耗也會(huì)進(jìn)一步推高成本。
在全球?qū)沙掷m(xù)能源的急切追尋中,氫燃料作為一顆冉冉升起的新星,正逐漸走進(jìn)大眾視野,為解決能源與環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)了新的希望。從宇宙的構(gòu)成到地球的物質(zhì)循環(huán),氫元素?zé)o處不在,它的特性質(zhì)使其成為一種潛力的能源載體,有望我們邁向一個(gè)清潔、的能源新時(shí)代。
氫,作為宇宙中豐富的元素,構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的約 75%。在地球上,雖然氫氣單質(zhì)在大氣中含量,但化合態(tài)的氫廣泛存在于水和碳水化合物等物質(zhì)中。氫燃料,通常指液態(tài)氫燃料,是一種清潔能源,燃燒產(chǎn)物只有水,不會(huì)產(chǎn)生灰渣和廢氣,對(duì)環(huán)境十分友好。
氫燃料的發(fā)熱值高達(dá) 142.351kJ/kg,是汽油發(fā)熱量的 3 倍 ,燃燒特性好,點(diǎn)燃快,與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃性范圍,并且燃點(diǎn)高,燃燒速度更快。從能源轉(zhuǎn)化效率來(lái)看,氫燃料電池的能源轉(zhuǎn)化率能超過(guò) 60%,遠(yuǎn)內(nèi)燃機(jī) 30% - 35% 的能源轉(zhuǎn)化率。這種的能源特性,使得氫燃料在眾多能源選項(xiàng)中脫穎而出。
在交通領(lǐng)域,氫燃料電池汽車(chē)正逐漸嶄露頭角。與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比,氫燃料電池汽車(chē)能夠提供相當(dāng)?shù)睦m(xù)航里程,同時(shí)加氫時(shí)間相對(duì)較短,為用戶(hù)帶來(lái)便利。以豐田和現(xiàn)代為代表的氫燃料電池汽車(chē),已經(jīng)在市場(chǎng)上得到了一定程度的推廣。
氫燃料在電力領(lǐng)域的應(yīng)用,主要通過(guò)燃料電池或氫氣輪機(jī)將氫能轉(zhuǎn)化為電能,為家庭、企業(yè)等提供清潔電力。在分布式能源系統(tǒng)中,氫燃料電池可以作為備用電源或立電源,確保在電網(wǎng)故障或停電時(shí),仍能為用戶(hù)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
氫氣具有易燃、易爆的特性,其小點(diǎn)火能低,爆炸極限范圍寬,這使得氫燃料在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。為了保障氫燃料的安全使用,需要制定嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和措施,包括設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù),以及人員的培訓(xùn)和操作規(guī)范等。
在未來(lái),我們或許將看到更多的氫燃料電池汽車(chē)行駛在道路上,加氫站如同加油站一樣遍布城市的各個(gè)角落;工業(yè)領(lǐng)域中,氫燃料將成為主流的能源供應(yīng)方式,助力產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型;電力系統(tǒng)中,氫燃料與可再生能源的深度融合,將構(gòu)建起更加穩(wěn)定、清潔、智能的能源體系。