氫能被世界公認(rèn)為未來極具潛力的清潔能源。然而,由于氫的質(zhì)量太輕,密度只有空氣的1/14,如何安全高效地儲(chǔ)存和運(yùn)輸已成為制約氫能大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸,而儲(chǔ)氫材料和載體是決定儲(chǔ)氫技術(shù)的關(guān)鍵因素。因此,研究合適的儲(chǔ)氫材料已成為發(fā)展氫能技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
目前,常見的儲(chǔ)氫方式可分為氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫。與高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)等儲(chǔ)氫方式相比,固態(tài)儲(chǔ)氫體積密度高、安全性好,發(fā)展前景廣闊。
據(jù)央視新聞報(bào)道,國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目固態(tài)氫能發(fā)電并網(wǎng)前天在廣州、昆明率先實(shí)現(xiàn),這也是我國首次將光伏發(fā)電制成固態(tài)氫能應(yīng)用于電力系統(tǒng)。
科普:固態(tài)儲(chǔ)氫是指利用固體對(duì)氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng),將氫氣儲(chǔ)存在固體材料中。固體儲(chǔ)氫材料主要包括碳質(zhì)材料、金屬氫化物、配位氫化物和金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)以及氫氣水合物等。
固態(tài)儲(chǔ)氫不同于目前的氣態(tài)和液態(tài)儲(chǔ)氫方式。它通過在常溫下與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),將氫原子儲(chǔ)存在金屬間隙中(儲(chǔ)氫壓力為2~3兆帕),后續(xù)只需提高環(huán)境溫度即可釋放氫氣。
固態(tài)儲(chǔ)氫最大的優(yōu)點(diǎn)是簡單高效,就像一個(gè)能量的大蓄水池,可以高密度儲(chǔ)存光伏、風(fēng)電等不穩(wěn)定的發(fā)電。在廣州,該技術(shù)還可以升溫釋放高壓氫氣,為新能源汽車加氫。
南方電網(wǎng)云南電力科學(xué)院高級(jí)研究員鄭欣表示,這七個(gè)儲(chǔ)氫長方體裝置可以儲(chǔ)存200立方米的氫氣,而如果換乘普通的三個(gè)兆帕儲(chǔ)氫罐體積將增加20倍。
南方電網(wǎng)廣東廣州供電局氫能研究中心總經(jīng)理雷金勇表示,通過氫能的制取、存儲(chǔ)、發(fā)電和加氫一體化,實(shí)現(xiàn)了“綠電”與“綠氫”的靈活轉(zhuǎn)換,很好地解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性和季節(jié)性波動(dòng)。在用電高峰期,整個(gè)項(xiàng)目儲(chǔ)存的165公斤氫能可持續(xù)穩(wěn)定出力23小時(shí),供電2300度,促進(jìn)清潔能源的大規(guī)模穩(wěn)定消納,加快新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。