Nueva estrategia para el almacenamiento de hidrógeno: ¿"Montaña" o "Agua"?

Bajo la tendencia general de protección ambiental, una vez que se propuso el objetivo estratégico de "neutralidad de carbono, picos de emisiones de dióxido de carbono", recibió una respuesta positiva del mundo. Como nueva generación de energía respetuosa con el medio ambiente, la energía del hidrógeno ocupa una posición importante en las futuras estrategias energéticas. En la actualidad, China todavía se encuentra en la era basada en el carbono. Según estadísticas incompletas, la principal generación de energía en mi país es la energía térmica, que representa el 72% de la generación de energía total. La generación de energía térmica se basa principalmente en energía fósil, lo que también producirá una gran cantidad de emisiones de dióxido de carbono. Nos impulsa a ajustar la estructura energética desde la estructura tradicional de energía fósil hacia estructuras de energía renovable y respetuosas con el medio ambiente y aprovechar la tendencia de transición energética global.

La razón es que la seguridad es el primer factor.

El hidrógeno es un gas muy reactivo con un límite de explosión del 4,0%~75,6%. Si hay oxígeno en este rango, explotará cuando se exponga a altas temperaturas o llamas abiertas. Al mismo tiempo, es difícil conservar el hidrógeno en la licuefacción a alta presión o a baja temperatura, lo que plantea grandes dificultades para el almacenamiento y transporte de hidrógeno.

Además, el acero de uso común se "fragiliza por hidrógeno" cuando se expone al hidrógeno y debe modificarse antes de poder usarse como contenedor de almacenamiento. Antes de que se resuelva bien el almacenamiento y transporte de la energía del hidrógeno, la energía del hidrógeno ha estado en la oscuridad antes del amanecer y es difícil de ser aceptada por el mercado.

Los métodos actuales de almacenamiento de hidrógeno en el país y en el extranjero son principalmente almacenamiento de hidrógeno a alta presión, incluidos tanques de almacenamiento de hidrógeno de fibra de carbono de 70 MPa y tanques de almacenamiento de hidrógeno de plástico reforzado con fibra de carbono de 35 MPa, así como cilindros de acero de 15 MPa comúnmente utilizados en industria. Los dos primeros tipos de tanques de almacenamiento de hidrógeno tienen altos costos de producción. El costo de producción de un tanque de almacenamiento de hidrógeno de 35 MPa es cercano a los 2.900 dólares estadounidenses y el de un tanque de almacenamiento de hidrógeno de 70 MPa llega a los 3.500 dólares estadounidenses. Sólo Japón y Estados Unidos tienen una pequeña cantidad de productos en el mundo, por lo que no pueden promocionarse a gran escala. Pero la tasa de almacenamiento de este último es demasiado baja. Calculado en base al cilindro de 40 litros que actualmente se usa comúnmente en la industrialización, generalmente debe llenarse a 12 ~ 13 Mpa. Cada cilindro pesa alrededor de 50 kg, pero el gas almacenado es inferior a 0,5 kg y la capacidad de almacenamiento de hidrógeno es inferior al 1%, lo que hace que el proceso de transporte sea muy antieconómico.

La tecnología de almacenamiento de hidrógeno en estado sólido puede ser una buena solución.

En primer lugar, la investigación actual muestra que la capacidad de almacenamiento de hidrógeno de los materiales de almacenamiento de hidrógeno a base de magnesio puede alcanzar del 4% al 5%, que es de 2 a 3 veces mayor que la del almacenamiento de hidrógeno a baja presión. En segundo lugar, el almacenamiento de hidrógeno sólido absorbe hidrógeno a través de la aleación, sin necesidad de aditivos ni otros procesos, y puede lograr un almacenamiento de hidrógeno eficaz a bajas temperaturas. El proceso de almacenamiento de hidrógeno es muy amigable.

Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno sólido también tiene desventajas evidentes. En primer lugar, entre el 4% y el 5% de la capacidad de almacenamiento de hidrógeno no puede alcanzar el nivel de transporte ideal, y el desperdicio de capacidad de transporte también es extremadamente grave. En segundo lugar, la temperatura de liberación de hidrógeno del almacenamiento de hidrógeno sólido aún debe ser de 200 ~ 250ºC, lo que todavía tiene grandes limitaciones en la aplicación de fuentes de energía móviles.

El almacenamiento de hidrógeno líquido es más prometedor que el almacenamiento de hidrógeno en solución orgánica. Recientemente, Kontak Company en Seattle, EE. UU., solicitó una patente para una tecnología de almacenamiento de hidrógeno para almacenar y transportar hidrógeno mediante la hidrogenación/deshidrogenación de materia orgánica. Se informa que la solución puede almacenar 1,7 kg de hidrógeno por cada 20 litros, y la capacidad de almacenamiento de hidrógeno puede alcanzar aproximadamente el 17,3 % después de la conversión. Sumando el peso del contenedor W, la capacidad de almacenamiento de hidrógeno sigue siendo superior al 65.438+00%.

Sin embargo, esta patente no mejora el problema de la liberación de hidrógeno. Según la comparación de los datos existentes, este tipo de almacenamiento de hidrógeno orgánico a menudo requiere algunos catalizadores especiales o condiciones duras. Se desconoce si la empresa podrá resolver el problema.

2021 es el segundo año de desarrollo real de la energía del hidrógeno. Si bien todos los enlaces descendentes se están conectando y avanzando hacia el mercado, el almacenamiento y el transporte de hidrógeno ascendentes están estancados. Se puede decir que todo está listo, lo único que necesitamos es el viento del este. Esperamos que se puedan abrir rápidamente los enlaces de almacenamiento y transporte de hidrógeno, para que "el hidrógeno pueda entrar en miles de hogares".