液態氫

液態氫

液態氫(LH2),俗稱液氫,是由氫氣經由降溫而得到的液體。液態氫須要保存在非常低的溫度下(大約在20.268開爾文,-252.8℃)。 液態氫的密度大約為 70.8 千克每立方米 (在20開爾文下),密度很小。它通常被作為火箭發射的燃料,現在亦用作其他交通工具的燃料。

基本介紹

  • 中文名:液態氫
  • 外文名liquid hydrogen
  • 簡寫:LH2
  • 俗稱:液氫
  • 狀態:液體
  • 拼音:yè tài qīng
相關技術,其它信息,液態氫的套用,

相關技術

液態氫雖然儲存的要求很高——必須確保在-250°C之下才會保持液態,否則就會汽化並蒸發,但液態氫的能量密度比高壓氣態氫(壓縮到700磅)多出75%,因此採用液態氫的車輛可實現相對較長的行駛里程,隨之帶來各種實際的好處。
採用液態氫的核心技術難題是如何保持它的超低溫。Hydrogen 7的一項核心技術,就是它的液態氫燃料罐。這個燃料罐位於后座與尾廂之間,採用雙層壁式結構,包括在2毫米厚的不鏽鋼板以及內罐和外罐之間30毫米厚的真空超隔熱層。這種結構極大地降低了熱量傳遞,中間層可提供相當於約17米厚的styropor(一種聚苯乙烯)的隔熱效果。此外,內罐和外罐之間的連線部件採用碳纖維夾層,極大地避免了熱量傳遞。寶馬表示,這種隔熱技術的效果是在實際套用中前所未有的,舉個簡單的例子,如果往這種燃料罐中加入煮沸的咖啡,可以保溫80天以上,然後才會降到適宜飲用的溫度。如此高效的隔熱作用可使在3-5磅壓力作用下的液態氫長時間保持在約-250°C的恆定溫度。即使是微量蒸發的氫氣,也會經由蒸發管理系統,以合理的壓力並進行淨化後才排出。
液態氫燃料罐液態氫燃料罐

其它信息

由於燃料罐中的溫度如此低,從燃料罐中汽化的氣態氫必須利用來自發動機冷卻系統管路的、為此而提供的熱量進行預熱,然後才能進入燃料混合過程之中。

液態氫的套用

液態氫的套用可以大致分為以下幾個類別:
1.在工業上的用途
用作化工原料,生產化肥、染料、塑膠、甲醇及油類和脂肪的氫化等。
2.在民生上的用途
氫可取代天然氣及煤氣為居民生活取暖、烹煮、加熱水等提供能源。
3.在交通運輸方面的用途
氫可做合成燃料替代石油,用於汽車、飛機、船舶上。氫的熱值為1.4*10^8 J/kg ,汽油為4.6*10^7 J/kg 。液態氫的燃燒產物是水,對環境污染非常低,主要問題仍在於降低制氫的成本,解決氫的儲運等。
4.在航空航天上的用途
氫目前最重要的用途之一是作為航空航天工業用燃料,通過液氫、液氧燃燒產生的巨大推力將火箭等送上太空。
燃料電池通過氫氣與氧氣或空氣的化學反應得到直流電,其發展按電解質的不同可分為:鹼性(AFC)、磷酸型(PAFC)、熔融碳酸鹽(MCFC)、固體氧化物(SOFC)、固體聚合物(SPEFC)、質子交換膜(PEMFC)等。用燃料電池發電,能量密度大、發電效率高,PEMFC的效率可達70%以上。只要能降低重量和成本,用燃料電池取代內燃機,便可大大提高燃料能源效率、減少污染。另外,還可將太陽能等可再生能源轉換成化學能儲存,然後通過燃料電池再轉換成電能。因此,氫燃料電池是未來電動汽車、電動船舶的理想電源,己用於航天飛船做電源。
6.太陽能-氫能系統
所謂太陽能-氫能系統,即是太陽能-電能-氫能-電能的轉換過程。把氫作為季節性儲能介質,夏季陽光充足時,光發電送入電解裝置供電解水制氫並儲存氫氣,將太陽能轉換成氫的化學能;冬季通過燃料電池將氫轉換成電能。其技術要點在於開發利用太陽能的光伏陣列與電解裝置的最佳配合,即電解裝置的電壓和電流匹配到光伏陣列的最大功率處,使產氫量達到最高。德國SolarWasserstoff-Bayern和德國-沙特的Hysolar都是超過10kW的經濟性太陽能-氫能系統。

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