鉅大LARGE | 點擊量：1198次 | 2019年05月28日
氫氣在車上如何儲存
南陽一則“水氫發(fā)動機”的新聞讓我知道朋友圈的化學(xué)水平，在我看來大家都被書記的點贊和記者的報道帶偏了，都跑去關(guān)心“水實時制取氫氣”了，卻忽視了氫燃料電池最關(guān)鍵的一點，那就是制取出來的氫氣如何進行車載儲存供給電堆發(fā)電。
幸虧初中學(xué)化學(xué)老師教得好，我可還能迅速條件反射般背出元素周期表到56號元素的！大家知道是哪個元素的可在評論區(qū)留言哈（不能問度娘哦）。
由于常溫、常壓下氫氣的體積能量密度非常低，要儲存4kg的氣態(tài)氫氣卻需要45立方米的容積。
因此儲存氫氣是制約氫燃料電池車發(fā)展的凸出障礙。
南陽報道的“水氫發(fā)動機”，原理其實就是通過催化劑制取水中的的氫氣。制取出來的氫氣能給電堆產(chǎn)生足夠多的電來通過電機驅(qū)動車輛前行嗎？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
即便是能夠驅(qū)動，但是這個反應(yīng)系統(tǒng)的氫是如何儲存的我倒覺得很好奇。
而根據(jù)我愛學(xué)習(xí)掌握的知識來總結(jié)，目前主流的儲氫技術(shù)無非就分傳統(tǒng)的儲氫和新型材料儲氫兩種。
目前包括豐田、本田和現(xiàn)代汽車等已經(jīng)推出了氫燃料電池車型的汽車廠商，皆采用傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲氫方式。
寶馬則采用的是低溫液化儲氫，為了絕熱，寶馬7系氫能動力車型采用的儲氫罐有多層真空結(jié)構(gòu)，因此可看到一個巨大的圓柱形鋼桶塞進了它的后備廂。
總之，儲氫關(guān)鍵環(huán)節(jié)都做不好，再怎么制取氫氣都只能是竹籃子打水，更別說有足夠的氫來發(fā)電驅(qū)動車輛前行了。
以豐田Mirai和本田Clarity為例，車載儲氫瓶采用的都是70MPa高壓，只不過各家因為輕量化的技術(shù)不一樣，儲氫瓶采用的材質(zhì)不一樣。
國內(nèi)乘用車領(lǐng)域最具代表性的就是上汽榮威了。
榮威950氫燃料電池車型采用的也是70MPa高壓儲氫系統(tǒng)，儲氫瓶和本田Clarity上的一樣，皆是碳纖維纏繞Ⅲ型，但在輕量化方面沒有豐田做得那么出色。
塑料內(nèi)膽碳纖維纏繞Ⅳ型氣瓶相比鋁內(nèi)膽碳纖維纏繞Ⅲ型氣瓶，重量更輕，而且批量化生產(chǎn)成本也更低，優(yōu)勢不言而喻。
由于氫氣需要高壓泵入儲氫罐內(nèi)，因此加氫氣、輸出氫氣的整套系統(tǒng)都處于高壓狀態(tài)下。
除了儲氫罐之外，車載儲氫系統(tǒng)還有瓶口閥、減壓閥、加氫口和供氫管路。
目前大部分氫燃料電池車型，輸氫管路采用的是耐腐蝕非常強的316不銹鋼材質(zhì)。
但是，不銹鋼材質(zhì)較重不利于輕量化，今后的發(fā)展方向是鋁合金和碳纖維管材。
預(yù)冷加氫工藝 加一次氫氣槍口一層霜
加氫看著簡單，實際上加氫口零部件非常復(fù)雜。需要滿足25MPa、35MPa和70MPa的家住壓力要求，流速還需達到100-120g/s。
現(xiàn)在加氫速度僅需3分鐘左右即可將車載儲氫罐加注滿，和加汽油以及天然氣一樣便利。
為了提升加氫速度和密封的可靠性，目前大部分加氫站皆采用預(yù)冷加氫工藝，使得最大充裝狀態(tài)可達到95%。因此當加完氫氣之后，我們可看到加注槍表面非常冷，甚至?xí)幸粚铀霈F(xiàn)。
“氫”靠壓可不行
氫元素在我們生活周邊太多了，再加上氫氣和我們生活當中接觸少，有的人化學(xué)還沒學(xué)好，因此容易給某些投機分子帶偏甚至騙取融資。
在標準大氣壓下，氫氣的密度實在是低。要儲存氫氣光靠壓不行，還是要和諧，要想辦法“拉攏”它們提高密度才行。
研究這方面的科學(xué)家認為，未來固態(tài)儲氫和有機液體儲氫將會是提高儲氫密度的方向。
最后來看看國內(nèi)生產(chǎn)儲氫瓶的現(xiàn)狀，國內(nèi)儲氫方面的生產(chǎn)廠商并不多，主要集中在東北和北京地區(qū)。
目前，國內(nèi)具備生產(chǎn)各種規(guī)格的35MPa鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞Ⅲ型高壓氫氣瓶，70MPaⅢ型儲氫瓶還在陸續(xù)推出。
像本田Clarity和豐田Mirai那種70MPa Ⅳ型儲氫瓶還在預(yù)研和試制階段，國標也尚未建立。
但是，我國當前階段70MPa加氫站基礎(chǔ)建設(shè)還未普及，高壓壓縮機就、加氫機、加注冷卻系統(tǒng)、控制邏輯與通信協(xié)議等問題都還未解決，這些因素限制了國內(nèi)70MPa Ⅳ型儲氫瓶的推廣和量產(chǎn)。
