中（zhōng）國氫（qīng）能車破解常溫常壓難題，研究者：具（jù）有（yǒu）極高安全性

 常溫常壓儲存氫，一直被認為是一（yī）個世界性難（nán）題，但氫能的清潔、可再生性，讓人類（lèi）從未（wèi）停止對它的探索。

 

6月（yuè）27日，三環集（jí）團、武漢氫陽能源公（gōng）司、武漢金凰實業聯（lián）合發布了（le）“世界首台常溫常壓液體有機（jī）儲氫燃料電池（chí）物流車（chē）”，該款車采用氫陽公司獨創的（de）常溫常壓液體有機儲氫技術，利用不（bú）飽和芳香烴化合物催化加氫的方法，讓氫氣變成（chéng）“氫（qīng）油”，能讓氫在常溫常壓下液態存儲和運（yùn）輸。

 

中國地質大學(武漢)可持續能源實驗室主任、“千人計劃”學者程寒鬆資料圖

 

讓這一世界性難題變成現實的，正是中國地質大學（xué）(武漢)可持（chí）續能源實驗室主任、“千人（rén）計（jì）劃”學者程寒鬆帶領的研發團（tuán）隊（duì）。

 

早在2016年9月，由程寒鬆團隊研發的中國第一台液態有機供氫技術的燃料電池大巴（泰歌號）工程樣車，在武漢試運行（háng）成功。此後，該項技術不斷迭代更新。

 

7月（yuè）1日，程寒鬆在接受澎湃（pài）新聞采訪時表（biǎo）示（shì），常溫常壓液（yè）體有（yǒu）機儲氫具有極高的安全性，且無溫室氣體排放，清潔（jié）環保，汽車可以（yǐ）在行駛過程中（zhōng）對（duì）氫燃料進行補給加注（zhù），可以像現有加油站加汽柴油一樣安全（quán）、便捷。

 

“材料反應條件較為（wéi）溫和，反應動力（lì）學快，氫氣純度高，技術目前處於國際領先水平。”程寒鬆介紹，目前（qián），這項技術（shù）尚（shàng）未（wèi）針對小型家用轎車的車型進行開發。在（zài）交通領域，除（chú）了在客車、物流車方麵的應用外，正在相關企業一起探討（tǎo）這（zhè）項技術在（zài）船舶、軌道等行業的應用。

 

不易揮發、燃燒（shāo），具有極高安全性

 

澎湃新聞：介紹一（yī）下目前研發（fā）的常溫常壓液體（tǐ）有機儲氫氫燃料電池汽車的具體工作原理，安全性如何，有哪些特點？

 

程（chéng）寒鬆：有機液體儲氫技術是將特定的（de）有機不飽和化合物（儲油）與氫氣在催化劑作用下發生可逆化學反（fǎn）應生成烷烴類化合物（氫油）來實現氫的儲存和釋（shì）放。儲油和氫油在常溫常壓下均為液態（tài），類似於石油和（hé）汽油，能夠十分方便地儲存和運輸。

 

如下圖所（suǒ）示，儲油在加氫工（gōng）廠生成氫油，用槽車運輸至加氫站;氫油通過車載催化反應裝置釋放氫氣供氫燃料電池使用；在加氫（qīng）站將氫油加注到車上（shàng）的同時，將車上釋放完氫氣（qì）的（de）儲油抽回到儲罐中，槽車在加氫站卸載氫油後（hòu），裝滿儲油回到加氫工廠；儲油經加氫後再次變為（wéi）氫（qīng）油，循（xún）環使用。整個過程中通過熱交換降低能耗，沒有（yǒu）溫室氣體排放，安全環保。

 

加油車和加儲氫燃料電（diàn）池車對比圖

 

儲存與（yǔ）運輸過程在常溫常壓下完成（chéng），儲油和氫油化學（xué）性質穩定，不易揮發，不易燃燒，具有極高的安全性。氫（qīng）油（yóu）的生產過程與（yǔ）傳統的石油化工過程完全類似，與現有的基礎設施完全匹（pǐ）配（pèi），這樣可以大幅減少氫能技術的應用（yòng）成本，提（tí）高（gāo）公（gōng）眾對氫（qīng）能（néng）經濟的認可和接受程度。

 

與傳統能源相比，儲油相當於石油，氫油相（xiàng）當於汽油。基（jī）於液體有機儲氫技術（shù）的燃料電池汽車在行駛過程中對氫燃料的補給加注（zhù），可以像現有加油站加汽柴油一樣（yàng）安全、便捷。

 

澎湃新聞：這項技術與（yǔ）本田（tián）在2016年推出的Clarity氫燃料電池汽車動（dòng）力、工作原理上有什麽不同？

 

程寒（hán）鬆：本田公司2016年推（tuī）出（chū）的Clarity氫燃（rán）料電池汽車采用的（de）是與豐田公司Mirai氫燃料（liào）電（diàn）池汽車一樣的車載供氫（qīng）方式，即高壓氫儲罐供（gòng）氫，車載（zǎi）儲罐壓力（lì）高達700大氣壓，相對應的高（gāo）壓加氫站（zhàn）氫氣壓力高達900大氣壓以上。其在車上運行（háng）時（shí），通過減壓閥實現氫（qīng）氣從高壓變為低壓後通入燃料（liào）電池發（fā）電。這與我們的有機（jī）液體供氫方式完全不同。我們的供（gòng）氫係統（tǒng）在運行時產生的氫氣不（bú）需要經（jīng）過（guò）加壓，直接進（jìn）入燃料電（diàn）池電堆發電，安全便捷。

 

氫燃料（liào）電池（chí）技術與發達國（guó）家還有相當差距

 

澎湃新聞：氫能源技術在國內的發（fā）展曆程是怎樣的（de）？

 

程寒鬆（sōng）：早在六十年代，中國就開始了對氫能的研發（fā）工作，為了發展航空航天（tiān）事業，許多國內學者在獲取（qǔ）可用於火箭燃料（liào）的液氫以及氫氧燃料（liào）電池的研發方麵做了很多努力，也取得一定的成果。2l世（shì）紀以來我國政府多次將氫能列（liè）入能源發展規劃，以達到加速我國氫能發展進程，促進氫能商業（yè）化的目標。特別是近年來，各級政府為發展氫能產業（yè）、改善環境出（chū）台了一（yī）係列政（zhèng）策，為促進氫能技術的（de）發展、特別是燃料電池在交通領域的應用（yòng）起到了重要的（de）推進作用，奧運會和世博會為中國氫能（néng）技術提供了很好的展示（shì）平台。盡管如此，今天，我們的燃料電池技（jì）術與發達國家特別是豐田、本田的技術相比，還有相當差距。

 

澎湃新聞：從泰歌號到（dào）新（xīn）氫卡的問世（shì），在研發過程中，曾遇（yù）到過（guò）哪些困難？

 

程寒鬆：從泰歌號到新氫（qīng）卡（kǎ），我們（men）先（xiān）後與不同的車企及（jí）燃料電池廠（chǎng）商合作（zuò），這中間不同車企及燃料電池（chí）廠商（shāng）對係統間（jiān）的通（tōng）訊協議、接口、氫氣壓力等均沒有統一的標準，在實際研發過程中需要多次多方協調,特別是技術指標之間產生的矛盾協調。如泰歌號是與同濟（jì）大學、武漢資環院、揚（yáng）子江（jiāng）客車聯合開發的，采用的（de）是巴拉德燃（rán）料電池；氫揚一號、氫揚二號是與揚（yáng）子江客車聯合開發的，采用的是Hydrogenics公司的燃料電池；三環新氫卡是與三環集團聯合開發的，采用（yòng）了Powercell公司的燃（rán）料電池。由於不同電堆要求的（de）技術參數不同（tóng），對我們的供氫係統的技術指標的要求（qiú）也各異。因（yīn）此，每一（yī）次新的車型的開發，公司各主要技術部門之間均會通力合作，對如何提高供氫係（xì）統產氫效率、降低係統功耗、減小係統體積重量等苦下功夫，最後實現技術的一次次突破。可以說，每次新車型的開發都給我們的供氫係統帶來大的改（gǎi）善（shàn）。

 

未來將在家用轎（jiào）車、船舶、軌（guǐ）道等行業應（yīng）用

 

澎湃新聞：目前這項氫能技術（shù）尚隻在大型公交、貨卡等車型運用，對在小型家用（yòng）轎車的（de）運用尚有瓶頸（jǐng）嗎？

 

程寒鬆（sōng）：目（mù）前，我們先後開發了“泰歌號”大巴車、星銳物流車、“氫（qīng）揚一號”“氫揚二號”公交車、“三環新氫卡”輕型卡（kǎ）車等車型，主要車（chē）載供氫係統裝置體積重量均在（zài）不斷進行輕量化、小型化設計，目前尚未針對小型家用轎車的車型進行開發（fā），未來（lái）會積極開拓此領域業務。

 

澎湃新聞：目前該項技術在世界上同（tóng）領域研究處於怎樣的（de）階段，有哪些領先於世界（jiè）的地（dì）方，以及尚且落後於世界（jiè）的地方？

 

程寒鬆：目（mù）前，開發有機液體儲氫技術的國家主要有德國、日本等。德國埃爾朗根-紐倫堡大學相關（guān）研究人員於2013年（nián）成立了HydrogeniousTechnologies GmbH, Erlangen公司，研發基於二苄基甲苯為儲（chǔ）氫載體的兆瓦級能源儲存與（yǔ）運輸係統，並開展相關的（de）商業化示範推廣。

 

日本（běn）Chiyoda公司關於有機液（yè）體儲氫技術的研究（jiū）主要集中於苯、甲苯催化加氫生成環己烷、甲（jiǎ）基（jī）環己烷兩大體係。

 

德國和日本的技（jì）術麵（miàn）臨的主要困難是脫氫溫度（dù）均在300℃以上，遠高於燃（rán）料電池（chí）的工作溫（wēn）度，脫氫過（guò）程有副反應發生，易導致氫氣不純，反應動力學（xué）較慢。

 

我們的技術，材（cái）料反應條（tiáo）件較為溫和，反（fǎn）應動力學（xué）快，氫（qīng）氣純度高，技術（shù）目前處於國際領先水平。

 

澎湃（pài）新聞：該項技術未來的發展趨勢是怎樣的（de）？

 

程寒鬆：我們是最早在國內開（kāi）展液態（tài）有機儲（chǔ）氫技術的商業化開發與應用，目前正在致力於打造國（guó）際領先的常溫常壓液（yè）態有機儲氫技術的研發及產（chǎn）業化平台；力爭成為全球範圍內（nèi）知名的有機液體儲氫材料、相關催化劑及供氫（qīng）係統設備（bèi）的製造商；同時在核心技術對外輸出與合作方麵成（chéng）為國內主要的（de）氫能應用技術的合作（zuò）夥伴及係統技（jì）術的供應商。

 

目前，液態有機（jī）儲氫技術在氫能領域已逐漸被市場所接受（shòu），大型能源公司已開（kāi）始（shǐ）利用該技術做儲能示範，在交通領域，除了在客車、物（wù）流車方麵的應用外，我們也正在相關企業一（yī）起探討這項技術在船舶、軌道等行（háng）業的應用。