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新兴的储氢技术可提高能源弹性

日期:2022-05-13    来源:中国氢能源网

国际氢能网

2022
05/13
16:36
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关键词: 储氢技术 微型智能电网 氢燃料电池技术

据国外媒体报道:伯克利实验室领导的一项研究评估了金属有机框架材料在大规模储氢应用中的成本竞争力。

随着可再生能源的增加,以及电力波动和极端天气事件导致的停电所带来的不确定性的增加,能源存储在确保医疗保健设施、数据中心和电信通讯等关键基础设施的可靠电力供应方面发挥着关键作用。氢作为一种能源储存解决方案显示出了应用前景,研究人员正在开发一种材料帮助实现低成本和高能效的长时间储氢。

在美国能源部的氢和燃料电池技术办公室的支持下,由伯克利实验室领导的一个研究小组研究了一种被称为金属有机框架(MOFs)的海绵状材料作用于备用电力系统,并发现随着进一步的研究和发展,在备用电源方面,MOFs相比于其他能源存储技术可能具有一定的成本竞争力。MOFs是由金属离子制成的多孔晶体材料,晶体内部的大量孔隙可以储存氢气。作为美国能源部氢材料高级研究联盟(HyMARC)的一部分,太平洋西北国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员使用技术经济分析和过程建模来分析系统性能。他们的研究已发表在《自然能源》杂志上。

该论文的第一作者伯克利实验室的博士后研究员彭鹏表示:MOFs有很高的比表面积和氢吸附能力,氢分子可以附着在MOFs腔体的表面。特别是在备用电源应用方面,MOFs具备一个简单的储氢和放氢机制,允许存储的氢气在无任何化学反应的条件下被快速释放。

通过分子模拟预测MOFs在系统层面上的性能,研究人员发现,在10兆瓦以下的备用电源应用方面,如微型智能电网或社区规模的数据中心,选择MOF系统的成本相较于其他大规模储能系统具备竞争力。研究还发现,MOFs与液氢存储在成本上具有竞争力,并且比压缩氢存储具有更高的系统级能量密度,因此需要更少的空间。

伯克利实验室的科学家兼通讯作者Hanna Breunig表示:使用MOFs作为备用电源的氢存储还没有商业化,但现有的MOFs已经在氢储罐中进行了展示,有几家初创公司正在努力推进这项技术。这些系统的商业化应用可能需要几年的时间,但他们的研究表明,MOFs的进一步研究和开发可能提高储氢技术的发展。


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