目前,液氢的运输和储存是使用球型储存装置。然而,这并不是大规模使用的最佳选择。因此,由联邦材料研究与测试研究所(BAM)领导的一个欧洲联盟正在研究一种新的、开创性的存储概念。目标是将合适的储罐容量增加40倍,同时将成本降低80%。
液氢(LH2)在零下253摄氏度的低温下运输和储存,因为它具有特别高的能量密度。由于温度极低,保温就显得尤为重要。到目前为止,大型液氢储罐的设计方式与小型液化天然气储罐类似:它们一般呈球形,以更好地承受压力并最大限度地减少储存损失。它们也有一个很难生产的双层外壁,作为隔热材料。
然而,球型储罐有几个缺点,使它们不适合在氢经济中大规模使用:
1、容量目前限制在其最大值——5000立方米。然而,在未来,液氢储罐将需要至少10到40倍的体积,无论是在船上还是用于固定储存。相应地扩展储罐容量是复杂的,并且涉及技术风险。
2、球型储罐的生产时间目前非常长,超过一年,因为许多制造过程相互关联,因此必须连续进行。
3、若要达到5万至20万立方米的存储容量,由聚氨酯制成的外保温层必须有几米长。

NASA正在使用的球型液氢储罐
在“NICOLHy”项目中,BAM正在与四个欧洲合作伙伴一起研究新型液态氢储存技术。VIP保温原理(VIP=真空隔热板,德语:Vacuum insulation Panel)首次用于储氢试验。之前,它被应用于建筑隔热材料。
通过VIP隔热,通过具有真空的双壁和由高度多孔的粉末制成的填充材料,将冷损失或热输入降至最低。真空和填充材料协同工作,确保总体上几乎没有任何热量可以流动。
这种结构可以实现足够的隔热,防止来自外部的热量输入,VIP隔热材料仅厚两厘米。另一个优点是:储罐可以做成长方形,例如做成可以装进船的形状。与以前的球型存储系统相比,可以最佳地利用装载空间。
“初步结果表明,VIP隔热原理可以成功地用于储存液氢,”负责协调欧盟项目的BAM危险品储罐专家罗伯特·埃伯温(Robert Eberwein)解释说。“总的来说,与球型储罐相比,容量几乎可以成倍增加,制造成本可以降低80%,同时提高能源效率和安全性。在该项目中,我们将继续研究可持续性、经济效率和安全性等方面。模块化存储技术可以显著加速液氢在德国和欧洲能源行业的扩张。”
除了BAM之外,博洛尼亚大学、德国航空航天中心、挪威自然科学技术大学和雅典国立技术大学也参与了该项目联盟。
(素材来自:BAM 全球氢能网、新能源网综合) |