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氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫氣的制造、儲存、運(yùn)輸和應(yīng)用，而高效、安全的氫能儲運(yùn)技術(shù)，是氫能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的前提。
目前儲氫技術(shù)路線主要有高壓儲氫、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。與液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫相比，高壓氣態(tài)儲氫具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、充放氫速度快、溫度適應(yīng)范圍廣、受工作環(huán)境影響小等特點(diǎn)，北京大學(xué)博雅特聘教授李星國曾在媒體采訪中表示，高壓氣體儲氫是目前最具便捷性和經(jīng)濟(jì)性的儲氫方式。
高壓儲氫是在常溫下通過壓縮機(jī)將氫氣壓縮到儲氫容器中，以提高單位體積的氫氣密度。根據(jù)應(yīng)用場景不同分為固定式儲氫和移動式儲氫，固定式儲氫主要應(yīng)用于加氫站、應(yīng)急電源、備用電源和氫儲能等場合。
高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)涉及到的主要儲氫設(shè)備為儲氣瓶。
高壓儲氫氣瓶主要分為四個類型：全金屬氣瓶(Ⅰ型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型)、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型)。
高壓氣態(tài)儲氫雖然得到廣泛應(yīng)用，但也存在明顯缺點(diǎn)
1. 質(zhì)量體積密度相比其他儲氫方法較小，儲氫效率不高。
2. 高壓儲存，安全性較差，容易產(chǎn)生爆炸風(fēng)險。
氫氣的原子體積小，容易與儲氫容器的金屬產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象，且由于高壓存儲，一旦發(fā)生氫氣泄漏，會造成爆炸等事故，在儲運(yùn)過程的安全性上要求較高。
為了解決儲氫瓶和相關(guān)零部件的“氫脆”問題，市場上已經(jīng)提出了“V型儲氫瓶”的概念。V型儲氫瓶仍然使用碳纖維復(fù)合材料纏繞，不使用任何內(nèi)膽，工作壓力可達(dá)70~100MPa具有無氫脆、無腐蝕性、使用壽命可達(dá)30年以上等優(yōu)點(diǎn)，同時還可以應(yīng)用于航天及車載領(lǐng)域。但此種儲氫瓶目前還處于研發(fā)階段，尚未在技術(shù)路線和容器材質(zhì)上有明確方向。
3. 對于儲氫瓶的材料、工藝要求高。
圖片來源：流程工業(yè)
當(dāng)前市場上所使用的四種儲氫瓶中，Ⅰ型、Ⅱ型重容比大，主要應(yīng)用于加氫站儲氫和長管運(yùn)輸拖車輸氫場景下。
Ⅲ型、Ⅳ型瓶因采用了纖維全纏繞結(jié)構(gòu)，具有重容比小、單位質(zhì)量儲氫密度高、儲氫瓶質(zhì)量體積小等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于氫燃料電池汽車。
不過，IV型瓶內(nèi)膽的成型工藝主要為注塑、吹塑和滾塑成型。雖然成本低、運(yùn)用較廣泛，但良品率也較低，且必須配合后續(xù)的焊接工序。
儲氫瓶內(nèi)膽成型工藝
圖片來源：流程工業(yè)
4. 存儲密度提升困難。
為了提高氫氣的體積能量密度，提高儲運(yùn)效率，降低儲運(yùn)成本，通常采用降溫、加壓的方式進(jìn)行氫氣的儲存。
目前國內(nèi)加氫站主要使用35MPa的壓力進(jìn)行儲運(yùn)，為了適應(yīng)燃料電池汽車供氫系統(tǒng)壓力，需要向70MPa發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)公開資料顯示，氫能源汽車存儲5公斤的氫氣，在70MPa的壓力下，存儲系統(tǒng)的容量約為200升，是當(dāng)今燃油汽車中汽油箱容量的3-4倍。
這一難點(diǎn)嚴(yán)重限制了車載儲氫瓶的發(fā)展。同時，70MPa以上的壓力對密度的提升存在邊際遞減的趨勢，且成本大幅增大。
相等能量（1.4GJ）下，汽油與各型儲氫技術(shù)在體積與質(zhì)量（含容器）方面的對比
數(shù)據(jù)來源：Hydrogen Storage and Transportation
發(fā)展情況
技術(shù)方面，隨著產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的不斷突破，儲氫瓶技術(shù)正向著輕量化、高壓力、高儲氫密度、長壽命的方向發(fā)展。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，已經(jīng)有以下與高壓氣態(tài)儲氫有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布：
有專家表示，高壓氣態(tài)儲氫作為最基礎(chǔ)的儲運(yùn)方式，技術(shù)更成熟、操作更靈活、短距離運(yùn)輸成本較低，因此在未來較長時間內(nèi)仍將占據(jù)氫能儲存技術(shù)的主導(dǎo)地位。
