目前,储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、固体材料储氢以及有机液体(苯、甲苯、萘)储氢等。高压气态储氢技术是最常用的氢气储运技术,其工艺成熟、成本低廉、充放氢速率快,但其体积储氢密度低、压缩过程能耗大,且存在泄漏或爆炸等安全隐患;低温液态储氢技术体积储氢密度高、氢的输送效率高,但液化过程能耗大、易挥发,且储运过程需配套低温设备,导致其成本较高,现阶段主要用于军事和航天,难以实现商业化推广;固体材料储氢技术体积储氢密度高、操作安全方便、氢气纯度高,但质量储氢密度低、成本高、寿命短且吸放氢有温度要求,有待开发新型功能性材料;有机液体储氢技术成本相对较低、安全性较高,但其受操作条件的限制,存在氢气纯度不高、催化剂易失活等挑战。成果统供氢速率>100Nm3/h ,产氢浓度大于99.99vol% ,满足系统每生产 1Nm3 氢气,成本不高于 2.0 RMB 。上述制氢成本与天然气重整、电解水等制氢技术相比,优势显著;此外,甲醇重整制氢系统具有轻质化、紧凑化、智能化等优势,可实现储氢、运氢与原位供氢一体化。具体研究包括:1.高性能催化剂开发;2.系统流程模拟计算;3. 甲醇重整在线供氢实物装置搭建与运行。最终,掌握甲醇在线制氢核心技术,促进甲醇供氢的产业化应用。
应用前景:
随着全球能源危机与环境污染问题日益严重,发展清洁与环境友好的新能源势在必行。氢能作为一种能量密度高、产物清洁无污染的能源载体,其利用形式灵活,应用范围广泛,在未来能源结构中将占据重要地位。然而,储氢、运氢是制约氢能产业的主要瓶颈之一。现有的氢气储运技术无法同时满足工艺简单、储氢密度高、成本低、能耗低、安全性高等商业化推广要求,开发新一代集成式制氢、储氢及运氢技术势在必行。甲醇液体燃料具有 H/C 比高、便于储存运输、转化温度低等优势,有望低成本、高效地解决氢气的储运与实时供给问题,未来发展前景广阔。
成果涉及的技术制氢温度更低、氢气品质更高,整体制氢能效高,经济效益方面,每制备 1 Nm3 H2 成本约为 2.00 RMB , 目前时长主流制氢方式主要包括天然气重整制氢、电解水制氢,其成本分别约为 2.30 RMB 和 4.30RMB 。因此,与其他制氢技术相比,甲醇重整制氢在成本方面优势显著。此外,采用甲醇作为制氢原料,便于实时储运与氢能的原位供给;此外,装置灵活、封装性好,初期投资成本低,投资成本回收周期短。该技术的推广应用可有效促进就业,具有良好社会效益与应用推广价值。
成熟度:中试