
氫氣燃燒產生的唯一廢物是水,它甚至不會造成污染。憑借這一優勢,氫能成為業內最受期待的黑馬。
據國際氫能委員會稱,到2030年,全球氫能領域的總投資將達到5000億美元。從全球來看,亞洲和歐洲已成為氫能產業發展最快的地區。
然而,經過幾年的發展,我國氫能產業雖然在技術創新和政策環境方面取得了突破,但一直未能大規模應用。
萬億級新能源趨勢下,中國氫能產業如何突圍?近日,在上海舉辦的“碳達峰、碳中和背景下的氫能產業發展高端論壇”上,中國工程院院士涂善東為中國氫能產業發展建言獻策。
氫能發展中的安全問題非常重要,涂善東認為,氫氣的主要危害包括易泄漏、燃燒范圍極廣、易燃易爆等,如何保證氫能的本質安全使用,需要關注本質安全儲運技術與裝備技術。
據涂善東介紹,儲氫的方式有很多種,液化儲氫和壓縮儲氫是我們必須不斷努力攻克的方向。由于氫氣的巨大危險性,人們將希望寄托在各種儲氫技術上,如甲醇、氨、有機液態儲氫載體,以及使用其他材料儲氫。
對于氨和甲醇這兩種儲氫載體,涂善東介紹說,氨的優點是易于儲存、運輸和使用,但制造過程能耗高,溫和溫度和壓力下氨分解的轉化率小于60%,相關催化劑還在進一步研究中。另外,氨氣泄漏是有毒的,存在燃料電池氨中毒的問題。另一種理想的儲氫載體是甲醇,其優點是常溫下穩定安全,是含氫量最高的液體燃料,深受業界青睞。
“要確保氫能的本質安全,材料是物質的基礎。”涂善東強調,以往的研究表明,高強材料的輕質損傷是一個關鍵問題,因此迫切需要抗氫損傷的高強材料。其研究方向的第一種方法是用涂層覆蓋,第二種方法是防止材料內部的氫擴散,第三種方法是在微觀結構控制中引入抗氫成本。此外,在本質安全設計方面,基于失效模式,還必須考慮變形過大、斷裂失效、相互作用破壞等問題。
涂善東強調,安全科技是推動氫能安全應用的關鍵,其次是完善法制建設。他還致力于倡導新的制造模式,構建以可靠性為中心的創新網絡。他希望在氫能制造裝備方面,通過一代材料、一代可靠性技術、一代先進裝備,為中國氫能產業貢獻力量。
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