2024年高效安全固态氢储运技术与应用报告

单高效安全固态氢储运技术与应用中国有研科技集团有研工程技术研究院有限公司2024年12月20日GRinmI价值型高科技企业1.氢储运技术挑战氢能来源广泛、可储、可输，可补充现有能源网络，形成高效的多能互补系统RenewableelectricenergyHyarogenproducionSlorage&compressionWaor(HO)-GRIMAT知崇礼卑止于至善在2060碳中和目标推动下，庞大的氢能需求量需依靠完善的氢储运供应链2040年我国氢需求量将达5700万吨02040年我国氢储运设备市场将达5200亿有研工研院有研工研院氢特性·重量轻、密度小：密度小0.0899g/L,通过压缩实现高效储运有极限。·液化温度低：液化温度-253℃,对液氢储罐要求高，功耗大效率低。·原子半径小：易从容器中溢出，易与金属容器反应，产生氢脆使容器破坏带来安全问题。现有氢储运技术对实现氢的高效安全储运皆有技术局限性储运氢方式·加氢站成本高储运氢方式氢储运目前以高压气氢为主要技术、液态和固态技术在推广中碳纳米材料物理吸附储氢金属有机框架金属氢化物NaAlH₄化学吸附储氢NaAlH₄化学吸附储氢NH₃NH₃BH₃固态储氢材料包括物理吸附和化学吸附材料，具体包括：金属氢化物，化学氢化物，碳纳米材料等金属储氢o金属储氢⇔⇔ME1.1×10°Hcm42×10"Hcm³2.3×10"H固态储氢(1)储氢密度大：体积小；(2)压力低：安全性好；(3)释氢纯度高；(4)温度/压力与燃料电池高效匹配固态储氢(1)储氢密度大：体积小；(2)压力低：安全性好；(3)释氢纯度高；(4)温度/压力与燃料电池高效匹配2.固态氢储运技术特点及温度/℃完成90%放氢所需时间成本好较低低好低V-T-Gr(BCC固溶体)0.1-03(高坪台),20℃高0.1,150℃.多步放氢高0.1;≥250℃,多步放氢差高不可逆高低压固态储氢的安全性分析枪击不爆-安全应力应变可控-安全抗冲击振动-安全循环性能好-可靠(1)本征安全(2)加氢便捷，加注成本低(3)体积储氢密度大，占用空间小(4)供氢纯度高，可提高燃料电池寿命(5)与燃料电池氢热耦合，可提高系统能效GRIMAT知崇礼率止于至善储氢储氢运氢加氢车载储氢应用方向TICr₂合金TiMn₂合金，新一代高容应用复合储运氢2,低成本稀土储氢在分布式发电和叉车应用L率止于至菩·固态储氢在分布式发电系统应用，通过热电联供氢能实现多种能源网络优化互补；GRIMAT知崇礼卑止于至薯H3.3.固态氢储运技术应用->水电制氢一跨季固态规模储氢一燃料电池发电应用示范(50kg储氢系统)。大规模长时规模氢储能的1000Nm3级(约3MWh)低成本储氢装置，GRIMAT|知崇礼卑止于至喜40Nm³氢容量固态储氢系统与5KW燃料电池耦合，在移动通信基站实现示范运行；通GRIMAT|知崇礼卑止于至喜33.固态氢储运技术应用-33.固态氢储运技术应用-移GRIMAT|知崇礼率止于至薯>针对机车应用环境和使用条件，具备与燃料电池氢热耦合的换热结构和高密度抗振抗冲击能力；>单台装置高于0.8MPa的放氢压力下可连续放氢35.36kg,系统的有效总储氢量为141.44kg。GRIMAT|知崇礼卑止于至善3.固态氢储运技术应用-加氢站用固态储/压缩供氢技术利用固态储氢吸放氢平台随温度升高而升高特性，实现其在加氢站无机械压缩储氢/氢压缩一体化>金属氢化物热驱升压放氢压力>金属氢化物热驱升压放氢压力45MPa金属氢化物静态压缩机90MPa金属氢化物静态压缩机>储氢量550>储氢量550Nm³可实现连续加氢>加注压力等级70MPa3.固态氢储运技术应用俞俞环,三级压缩可实现20/35/70MPa加注，可实现>1KgH2/min连续加氢突破了大容量高效率纯化材料设计与制备、高效高氲渗透率钯膜管制备、长寿命纯化装置设计等核心关键技术，研制出Ti-Zr系氚纯化材料、陶瓷基钯膜管和多系列超高纯气体纯化器。氢气、氮气、惰性气体纯化器，流量范围涵盖500sccm~50Nm³/h。固态储供氢技术研究有40年的研究历史，突破了材料、装置设计制备评价技术，形成从储氢材料研发到系统设计制造装置一整套技术。各种储氢金金新型储氢材料AB₃型合金AB型合金AB₂型合金BCC型合金Mg基合金、U-Mg-B-N-H等15L,150L500L,10m³A0m³,120m³系列化储氢器|知崇礼率止于至善循莲命循莲命综合储氨性能氢能可再生能源综合利用示范平台比物储热示范平台GRIMAT知崇礼卑止于至善中国氢能源及燃科电池产业创亲NATIONALALLIANCEOFHYDROGENANL酒及起电池产业创新战路联盟中禁人共和国国家中人比共和国国家L酒及起电池产业创新战路联盟中禁人共和国国家中人比共和国国家一系统标准安全检测标准材料标准系统标准安全检测标准1GRIMAT「知崇礼卑止于至善·可再生能源规模储能、分布式供能以及氢能交通系统