氢液化、液氢贮存及氢安全监测
2023-01-06
双碳目标让作为一名能源人的我高度兴奋，破解方法唯有氢能，而液氢是绕不开的技术路径，而杭州可以说是世界低温产业的集聚地，有杭氧、林德和法液空等头部企业。但在高效绝热方面，用表观热导率的指标，国外的水平在0.01mW/mK，比国内（以杭州富士达特种材料股份有限公司为例）高一个数量级，但价格却是百千倍。
从参与团标（T/CATSI 05006-2021，2021年12月15日起实施）起草的过程看，相比国外的实践，国内企业对液氢储罐的诉求走在了国家标准之前，当下国内现有的液氢罐箱的实践都是在一些管理非常严格的特殊场合（如文昌或西昌等火箭发射基地），距离大规模推广应用尚有不少差距。
多层绝热技术也称为“超级绝热”，对液化天然气的推广应用起到了积极作用，2017年初，中化集团提出了2万台LNG罐式集装箱的诉求，该诉求使得多层绝热技术走向了真正的工业应用，每台45立方米的LNG罐式集装箱需要5000平方米的多层绝热材料，经过了五年多的发展，除了铁路，已实现了公路和水路的联运，而里面的多层绝热材料表观热导率的性能仅仅在0.1mW/mK，但这样的材料，其绝热性能却无法满足液氢的存储！一般而言，因为液氢的潜热只有LNG的七分之一，适合的绝热材料其表观热导率的量级应该在0.01mW/mK，而这样的材料大多应用于航天领域，如何将该种高绝热性能的材料大规模应用？
为此，结合现有研究基础，本人拟集中现有资源，从氢液化、液氢罐箱的高效绝热技术和液氢安全操作三个维度展开相关研究工作。
一：针对浙江省工业特点，拟借鉴特斯拉电动汽车的路子，探索氢小规模液化技术；
二：针对国内工程单位缺乏材料绝热性能数据，拟搭建室温与液氢之间的多层绝热材料表观热导率实验台，目前已完成第一轮实验。
三：从绝热材料的角度，探索聚酰亚胺薄膜上镀铝层厚度对绝热性能的影响，以找到一条适合工业规模的多层绝热材料生产之路，以帮助相关企业开发出0.01mW/mK的绝热材料产品；
四：针对液氢和氢气的安全使用，拟基于低温制冷机技术，拟开发一套针对氢气泄漏的有害气体监测预警系统，该系统将具备高精度测量、快速响应、长寿命等优势。
甘智华
合作企业：中车长江
联系人：何远新
