高壓儲氫

氫能被稱為21世紀(jì)最高效清潔的能源，燃料電池是氫能廣泛利用的最高效技術(shù)。然而，市場上尚未實現(xiàn)氫能大規(guī)模應(yīng)用，主要瓶頸在于氫氣的存儲與運輸導(dǎo)致無法獲得低成本、安全的氫氣。

衡量氫氣存儲技術(shù)好壞的依據(jù)包括有儲氫成本、儲氫密度和安全性等幾方面。此前，各國專家曾發(fā)明多種氫能儲存方式，包括高壓儲氫、液化儲氫、物理吸附儲氫、液態(tài)有機化合物儲氫、金屬氫化物儲氫等，均存在不同程度缺陷，致儲氫含量低，成本高，穩(wěn)定性、循環(huán)性和安全性能不足。

高壓儲氫：氫質(zhì)量含量1~5.8wt%，壓力為35/45/70/90MPa，目前已經(jīng)商業(yè)化。對于氫能汽車中的高壓儲罐，一般有35Mpa和70Mpa兩種，采用碳纖維復(fù)合材料組成鋁內(nèi)膽外面纏繞碳纖維材料。日本通過將減少碳纖維強化樹脂的用量，使重量效率比原來提高了20%,儲氫重量密度達到了5.7wt%。

液化儲氫：氫質(zhì)量含量>5wt%，將純氫冷卻至-253℃儲存，超低溫消耗能量大，成本高，優(yōu)勢在于儲氫密度高，多用于航天、軍工領(lǐng)域。

固態(tài)吸附儲氫：氫質(zhì)量含量5.3～9wt%，使用以碳材料為主進行物理儲氫，環(huán)境為77k、4MPa，納米碳材料儲氫性能好，還處于實驗階段。

液態(tài)有機化合物儲氫：氫質(zhì)量含量6～8wt%，常溫常壓，儲氫容量大，目前還處于實驗階段。

金屬氫化物儲氫：氫質(zhì)量含量1.4～3.6wt%，常溫常壓，安全性好，但是儲氫合金存在易粉化、能量衰減和變質(zhì)，目前還處于實驗階段。

自然儲氫：包括水儲氫、甲醇儲氫等。其中，水儲氫的氫質(zhì)量含量為11.1wt%，常溫常壓，能量比度高，成本高，以電解水制氫為主。甲醇儲氫的氫質(zhì)量含量為12.5wt%，常溫常壓，能量密度高，低成本，大規(guī)模甲醇制氫技術(shù)早已實現(xiàn)商業(yè)化，微型化甲醇制氫技術(shù)已實現(xiàn)突破，商業(yè)化價值極高。

甲醇（CH3OH）是自然界中最佳的儲氫介質(zhì)，其來源廣泛，成本低，除了可以通過傳統(tǒng)化石能源獲得，還可以通過太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)等可再生能源獲得。甲醇作為液體儲存和運輸?shù)陌踩院捅憬菪远际堑锰飒毢竦?，其儲氫重量密度高達12.5wt%,常溫常壓下的甲醇儲氫要明顯優(yōu)于液化(多級壓縮且冷卻能耗巨大)、高壓(安全性無法保證)和其他儲氫技術(shù)。

甲醇作為燃料電池的氫源的微型化能量轉(zhuǎn)化設(shè)備早已被向華博士及其團隊在“水基能源向華理論”、“動氫理念”的指導(dǎo)下成功攻克，該團隊率先在國內(nèi)實現(xiàn)小型可移動甲醇水制氫和燃料電池發(fā)電高效集成的一體機（即水氫機）的研發(fā)和生產(chǎn)。

水氫機是采用催化重整及純化多項技術(shù)從甲醇水中獲得高純氫，通過質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源的裝置，具有成本低、壽命長，操作簡單，高效節(jié)能，靜音簡潔，來料方便，安全環(huán)保等特點。它實現(xiàn)了在同一小型化裝置內(nèi)進行分布式制氫和發(fā)電的目標(biāo)，避免氫氣的壓儲運卸，為氫能的廣泛應(yīng)用打開了大門，解決了安全問題，解決了重大加氫基礎(chǔ)設(shè)施的重大投資問題。

通過對各種儲氫方式對比分析可以得出一個很有意思的結(jié)論:人們費盡心思的去尋找最安全、最便捷、低成本的制氫儲氫方式，卻沒有高度重視大自然的饋贈。