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储氢制氢新工艺在德问世

科普小知识2022-07-18 08:17:10
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柏林,8月29日(记者顾刚)——德国科学家最近开发了一种利用有机载液和特殊催化剂储存和生产氢燃料的新方法,将原来装载和卸载氢燃料所需的两个设备简化为一个设备。新工艺可大大降低成本和能耗,对能源转化具有重要意义。

有效利用可再生能源的主要方法之一是使用电解水生产氢气,然后储存氢气以备后用。高效储氢技术已经成为各国科学家的一个重要研究课题。在最新的研究中,胡里奇研究中心可再生能源研究所和埃尔兰根-纽伦堡大学的科学家将一种特殊的有机载液与氢燃料结合,形成一种稳定的化学物质,便于氢燃料的安全储存和运输。胡里奇研究中心的专家乔西克说,氢燃料的储存和释放是可逆的化学反应。这两个反应有不同的步骤,每一步都需要特殊的催化剂。因此,有机载液和氢燃料的装载和卸载应在两个装置中分别进行。

为了将这两种装置合二为一,研究人员开发了一种特殊的催化剂,可以在相同的温度下有效地催化氢燃料的装卸反应。因此,氢燃料的储存和释放可以通过改变一个装置中的压力来完成,大大简化了氢燃料储存对设备的要求,节省了30%至50%的设备成本。

新方法的另一个主要好处是,它可以充分利用储存的氢燃料释放时产生的化学反应热。据乔西克说,目前氢燃料储存设备的运行温度约为150摄氏度。氢燃料释放装置的工作温度约为300摄氏度。尽管理论上有可能在氢燃料储存期间提供反应热以供释放,但由于两个装置的化学反应温度不同,上述想法难以实现。然而,新的工艺在更高的温度下储存氢燃料,产生的热量可以直接用于释放。因此,研究人员还开发了高温加氢工艺和相应的催化剂。

专家表示,与目前使用的独立氢燃料装置相比,这种集成氢燃料装置的最大优势是氢燃料的储存和制备将非常方便,这非常有利于氢燃料储存和制备的工业化生产,也非常有利于太阳能和风能的充分、安全和稳定利用,并将在未来可再生能源系统中取得巨大成就。