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“泥”也可以儲氫!儲能密度是鋰電池的10倍?!
作者:官方 來源:未來運力 所屬欄目:國際新聞 發(fā)布時間:2021-03-17 22:21
[ 導(dǎo)讀 ]近日,德國知名的應(yīng)用科學(xué)研究機構(gòu)弗勞恩霍夫(以下簡稱Fraunhofer)研發(fā)了一種新型氫能存儲技術(shù)Powerpaste,這是一種基于鎂的...

作者丨江星

編輯丨劉小畫

近日,德國知名的應(yīng)用科學(xué)研究機構(gòu)弗勞恩霍夫(以下簡稱Fraunhofer)研發(fā)了一種新型氫能存儲技術(shù)Powerpaste,這是一種基于鎂的灰泥狀粘稠物,具有清潔、高密度、安全及易于運輸?shù)奶攸c,儲能密度達到鋰電池的10倍,能讓氫燃料電池汽車比傳統(tǒng)的燃油汽車行駛更遠的距離,而且只需幾分鐘就能完成燃料的補給工作。

灰泥狀粘稠物Powerpaste(來源:Fraunhofer)

通常情況下,氫燃料電池汽車是以氣體形式攜帶氫,并將其儲存在壓力約為700bar (10150 psi)的儲罐中。這些儲罐大且笨重,不但在很大程度上抵消了氫燃料相對于今天的鋰電池的一大關(guān)鍵優(yōu)勢,即更高的能量密度,從而大大限制了這種技術(shù)路線在乘用車與商用車方面的發(fā)展速度;而且儲罐的過高壓力還阻礙了氫燃料技術(shù)在摩托車和小型摩托車等兩輪車上的推廣。

而Fraunhofer研究所下屬的制造技術(shù)和先進材料研究小組研發(fā)的Powerpaste,徹底顛覆了以往的氫能存儲策略,他們選擇在大氣壓下,將氫能以化學(xué)形式進行儲存,并在需要時及時釋放氫提供動力。

據(jù)介紹,要生產(chǎn)這種膏體,需要在大約350°C(662°F)、5到6倍的大氣壓條件下,將鎂與氫結(jié)合形成氫氧化鎂,最后再加入酯和金屬鹽形成一種可以裝入盒中的灰色粘性粘稠物。

該團隊表示,當溫度低于250°C(482°F)以下時,Powerpaste的狀態(tài)能夠保持完全穩(wěn)定,其攜帶的能量不僅達到同等重量的鋰電池的10倍,還遠遠超過了同等重量的700 bar氫能儲罐。

“一輛應(yīng)用Powerpaste作為動力系統(tǒng)的汽車,其續(xù)航里程不僅能夠與燃油車媲美,甚至還能超過燃油車。”研究人員自信地說道。

該技術(shù)的具體工作原理如下:當需要釋放能量時,一個柱塞裝置會將漿糊擠壓進腔體中,讓其與水發(fā)生反應(yīng)并在動態(tài)控制下進行氫氣釋放,為燃料電池注入能量,從而為電動汽車動力系統(tǒng)或其他設(shè)備提供動力。這種糊狀物的較高能量密度正是在于此——它釋放的氫能中有一半是與水反應(yīng)產(chǎn)生的。

這樣一來,車輛的補能方式將變得異常簡單,例如,給一輛小型摩托車補能時,只需要將空的Powerpaste存儲盒取出來,再換上一個滿盒就可以了。

Fraunhofer研究團隊還有意將其應(yīng)用于大型無人機上,來充當無人機額外的補能設(shè)備,從而幫助增加飛行時間和飛行范圍;或者作為新型補能方式,應(yīng)用于便攜式電器上,比如露營用的電動烤面包機或水壺等。

針對這種泥狀粘稠物的裝載方式,他們表示,在一些應(yīng)用中,可拆卸的存儲盒可能是最合適的選擇,而在燃料電池汽車、卡車、飛機及更大的應(yīng)用場景中,直接將Powerpaste泵入油箱相對更便捷。從邏輯上講,相比一般的氣態(tài)或者液態(tài)氫,固態(tài)氫運輸?shù)碾y度會更小,且更易于放置與存儲。

據(jù)悉,目前Fraunhofer正在建設(shè)專門用來生產(chǎn)Powerpaste的工廠,預(yù)計將于今年晚些時候正式投入運營,年產(chǎn)能約為4噸,主要用于試點項目和行業(yè)評估,他們還在實驗室配備了一臺發(fā)電機,以供試驗臺運行。

Fraunhofer研制的原型發(fā)電機(來源:Fraunhofer)

雖然這一新技術(shù)的出現(xiàn)讓人感到振奮,但有業(yè)內(nèi)人士指出,還有一些關(guān)鍵問題亟待解答,包括鎂在膏體消耗后會發(fā)生什么變化?其是否會被回收并繼續(xù)參與之后的生產(chǎn)過程中?更重要的是,生產(chǎn)這種漿料的過程是否節(jié)能?眾所周知,燃料電池系統(tǒng)備受詬病的一點就是其未能實現(xiàn)清潔氫的高效利用,而Powerpaste的生產(chǎn)離不開熱量、壓力的消耗與相關(guān)的工業(yè)加工過程,所有這些都無一例外需要消耗大量能源,再加上儲存和運輸成本,很可能最后加總起來會發(fā)現(xiàn),用Powerpaste存儲氫的性價比還遠不如傳統(tǒng)的氣體儲罐。

事實上,任何新技術(shù)在首次推出時都不可能是盡善盡美的,研究人員勢必需要一定的時間來對其加以優(yōu)化與改善,而業(yè)界與大眾則同樣需要時間進行深入了解乃至接納,但不可否認的一點是,Powerpaste的出現(xiàn)的的確確為我們帶來了全新的氫能存儲與物流解決方案。

參考文獻:https://newatlas.com

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