分布式氢能的关键技术主要包括制氢、储氢、输氢以及氢能利用等方面,以下是具体介绍:
分布式天然气制氢:以天然气为原料,经净化、重整反应、变换反应、氢气提纯等过程得到氢气。关键技术包括重整反应器的小型化和智能化,以及高性能的重整催化剂和变换催化剂的研发,还需采用过程强化技术和流程优化技术来减少占地、提高制氢效率。
分布式甲醇制氢:以甲醇和水为原料,在催化剂作用下生成氢气,主要过程有甲醇重整、催化氧化和氢气提纯。甲醇重整催化剂、催化氧化催化剂和系统集成技术是核心,需保证在温和条件下高效制氢以及系统供能的本质安全。
分布式氨分解制氢:以液氨为原料生成氢气和氮气。关键在于开发高效、低温、长寿命氨分解催化剂和高效氢氮分离技术,以大幅降低制氢能耗,主要设备包括氨分解炉和用于提纯的相关装置。
分布式水电解制氢:主要有碱性水电解制氢和质子交换膜电解水制氢两种方式。关键技术涉及高性能的电解槽、高效催化剂以及具有良好分离性能的膜材料,以提高电解效率、降低电耗和成本,同时需要优化电源系统和氢气提纯单元。
高压气态储氢技术:关键在于研发高强度、轻量化的储氢容器材料,提高容器的耐压性能和安全性能,同时优化储氢系统的设计,包括阀门、管道等部件,以实现高效的充放气过程和良好的密封性。
液态储氢技术:核心技术是低温液化技术和低温储存技术。需要开发高效的氢气液化设备,降低液化过程中的能耗,以及研制高性能的低温绝热材料和储液容器,减少液氢在储存和运输过程中的蒸发损失。
固态储氢技术:重点是研发新型的固态储氢材料,如金属氢化物、配位氢化物、碳纳米材料等,提高材料的储氢容量、充放氢速率和循环稳定性,同时解决材料的成本、制备工艺和应用性能等问题。
高压氢气长管拖车运输技术:要提升拖车的安全性能和运输效率,开发先进的压力调节装置和安全监控系统,确保氢气在运输过程中的安全。同时,优化拖车的结构设计,增加氢气的运输量。
液氢槽车运输技术:关键在于保证液氢槽车的低温绝热性能和密封性能,防止液氢泄漏和蒸发。此外,还需要开发高效的液氢装卸设备,提高液氢的运输和加注效率。
管道输氢技术:对于大口径、长距离的输氢管道,需要研发高强度、抗氢脆的管材,以及合适的管道防腐和密封技术。同时,要解决管道的压力控制、流量调节和安全监测等问题。
燃料电池技术:包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。关键技术涵盖高性能的电极材料、电解质膜的研发,以提高燃料电池的能量转换效率、功率密度和使用寿命,降低成本。同时,还需要开发先进的电池系统集成技术和热管理、水管理技术。
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