悉尼科技大学(UTS)和昆士兰科技大学(QUT)的研究人员宣布了一种新的固态储氢设计,可以显著加快储氢速度。
氢作为从风能和太阳能等可再生能源中存储“绿色能源”的一种有效方式,正受到广泛关注。压缩气体是最常见的氢气储存形式,但氢也可以以液态或固态储存。悉尼科技大学的Saidul Islam博士解释说,固态储氢,尤其是金属氢化物,正吸引着人们的兴趣,因为它比压缩气体或液体更安全、更紧凑、成本更低,并且可以可逆地吸收和释放氢。
Islam博士评论道:“金属氢化物储氢技术是可再生电解现场制氢的理想选择。它可以长期储存氢气,一旦需要,可以通过燃料电池转换为气体或热能或电能。”“应用范围包括氢压缩机、可充电电池、热泵和蓄热、同位素分离和氢净化。它还可以用来在太空中储存氢气,用于卫星和其他‘绿色’太空技术。”
然而,用于储氢的金属氢化物的一个问题是其导热性低,导致氢吸收和释放速度慢。为了解决这个问题,研究人员开发了一种新的方法来提高固态氢的充放时间。这项研究“镁基金属氢化物氢储能系统的设计优化”近日发表在《Scientific Reports》杂志上。
Larpurenudee解释说:“设计了几种内部换热器用于金属氢化物储氢。这些换热器包括直管、螺旋盘管或螺旋管、U形管和翅片。使用螺旋盘管可显著改善储氢系统内部的传热和传质。”
他总结道:“这是由于二次循环和有更多的表面积将金属氢化物粉末中的热量转移到冷却液中。我们的研究进一步开发了螺旋盘管,以提高传热性能。”
研究人员开发了一种半圆柱形盘管作为内部换热器,显著改善了传热性能。与传统的螺旋盘管换热器相比,使用新型半圆柱形盘管时,充氢时间减少了59%。
该团队正在进行氢解吸过程的数值模拟,并继续改进储氢时间。为此,将进一步开发半圆柱形盘管换热器。
作为一个目标,研究人员旨在开发一种新的储氢设计,该设计将结合其他类型的热交换器。他们还希望与行业合作伙伴合作,研究基于新型热交换器的实际罐体性能。
低压金属氢化物储氢具有潜力。然而,氢仍然是最小的原子,很难容纳,而且喜欢与任何用来容纳它的材料发生接触,这就是为什么金属氢化物的想法行得通。
目前还没有一种储存氢气的方法能提供长期(数天或数周)的防泄漏解决方案,而且如果让氢气泄漏到很大的密闭空间中,氢气的特性会让人感到非常可怕。
金属氢化物可能有一天会达到安全的实用性。
关于储氢技术,分享三本专著:
《储氢材料:储存性能表征》,机械工业出版社2013年出版。该书首先介绍了储氢技术的基本知识以及各类研究中的储氢材料,并结合储氢材料与应用相关的各项性能指标及其影响因素,着重讨论了不同性能和物理、化学性质表征手段的特点及适用范围,还列举了一些实际测试中可能碰到的问题。