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氢气箱

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配置于本田FCX平台的氢气箱

氢气箱（Hydrogen Tank，或称为氢气罐）被用来储存氢气[1][2][3]。2001年发表第一款四型（Type IV）氢气箱，可储存压力700巴（70兆帕斯卡；10,000磅力每平方英寸）的压缩氢气。首批配置四型（Type IV）氢气箱的上路燃料电池车，包括：丰田FCHV、梅赛德斯-宾士F-Cell、和通用汽车HydroGen4。

低压箱

各式各样的应用，促使开发出各种不同的氢气（化学式 H2）储存方案。最近，“Hy-Can（Hydrogen-Canister）集团”[4]发表小型一公升10巴（1.0兆帕斯卡；150磅力每平方英寸）的规格。“Horizon Fuel Cells 公司”目前正贩售可重复充填的 HydroStik 产品给消费者，拥有3兆帕斯卡（30巴；440磅力每平方英寸）和金属氢化物的外形[5]。

一型（Type I）

  • 金属箱体（钢/铝）
  • 可承受最大压力：铝为175巴（17.5兆帕斯卡；2,540磅力每平方英寸）；钢则为200巴（20兆帕斯卡；2,900磅力每平方英寸）.

二型（Type II）

  • 金属箱体（铝）附加长丝（例如：玻璃纤维/芳香聚酰胺、或碳纤维）缠绕金属柱状体[6]。参见“复合材料包裹压力容器”。
  • 可承受最大压力：铝/玻璃纤维为 263巴（26.3兆帕斯卡；3,810磅力每平方英寸）；钢/碳纤维或芳香聚酰胺则为299巴（29.9兆帕斯卡；4,340磅力每平方英寸）。

三型（Type III）

  • 以复合材料、玻璃纤维强化塑胶/芳香聚酰胺、或碳纤维制成箱体，并附加金属内衬（铝或钢）。参见“金属基复合材料”。
  • 最大可承受压力：铝/玻璃纤维为305巴（30.5兆帕斯卡；4,420磅力每平方英寸）；铝/芳香聚酰胺为438巴（43.8兆帕斯卡；6,350磅力每平方英寸）；铝/碳纤维则为700巴（70兆帕斯卡；10,000磅力每平方英寸）。

四型（Type IV）

  • 复合箱体，例如：碳纤维箱体附加聚合物内衬（热塑性塑料）。参见“滚塑”和“纤维强化塑胶”。
  • 最大可承受压力：塑胶/碳纤维为661巴（66.1兆帕斯卡；9,590磅力每平方英寸）以上[7][8]。

五型（Type V）

  • 全复合材料无内衬之箱体，“CTD（Composite Technology Development）公司”于2014/1/1已建置完成第一个原型箱体以提供测试[9][10]。

箱体测试和安全考量

参照ISO/TS 15869（修订版）：

  • 爆破测试：箱体爆裂时的压力，通常为超过二倍工作压力以上。
  • 耐压测试压力：测试执行时的压力，通常为工作压力以上。
  • 泄漏测试、或渗透测试[11]：数值单位为 NmL/hr/L（H2泄漏量NmL/时间hr/箱体容量L）。
  • 疲劳测试：通常为数千次循环的填充/释放。
  • 篝火测试：箱体暴露于明火。
  • 子弹测试：实弹射击于箱体。

实际标准EC 79/2009：

  • 美国政府能源部维护一个氢气安全实务的网站，提供许多关于箱体和配管的资料[12]。他们冷冷地观察出：“氢气是一种低黏度、极细微分子，因此就容易出现泄漏。”[13]

金属氢化物储存箱

氢化镁

利用镁金属[14]储存氢气，是一种安全但和重量成反比的储存技术，通常压力需求限制于10巴（1.0兆帕斯卡；150磅力每平方英寸）。

填充过程会产生热，而排放过程将需要一些热量以释放包含于储存材料之中的氢气（H2），必须达到至少300 °C（572 °F） [15]，才能活化这些类型的氢化物。

其他氢化物

参见“氢化铝钠”。

研发

  • 2008 - 日本，碳纤维树脂复合材料（CFRP，Carbon Fiber Reinforced Plastics）预浸料之间三明治夹层的粘土基薄膜[16]。

参见

参考资料

  1. ^ International hydrogen fuel and pressure vessel forum 2010 互联网档案馆的存档，存档日期2012-09-05.
  2. ^ R&D of large stationary hydrogen/CNG/HCNG storage vessels (PDF). [2016-01-06]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-03）. 
  3. ^ CNG & Hydrogen tank safety, R&D, and testing (PDF). [2016-01-06]. （原始内容存档 (PDF)于2012-09-27）. 
  4. ^ Hycan 互联网档案馆的存档，存档日期2011-12-06.
  5. ^ Horizon HydroStik. [2016-01-06]. （原始内容存档于2016-01-01）. 
  6. ^ Onboard storage of hydrogen-Page 2 互联网档案馆的存档，存档日期2006-11-27.
  7. ^ Onboard type IV vessels (PDF). [2016-01-06]. （原始内容 (PDF)存档于2007-11-10）. 
  8. ^ KCR-CAE Composite tank (PDF). [2016-01-06]. （原始内容 (PDF)存档于2012-03-09）. 
  9. ^ 存档副本. [2016-01-06]. （原始内容存档于2015-12-08）. 
  10. ^ 存档副本. [2016-01-06]. （原始内容存档于2015-12-09）. 
  11. ^ Modeling of dispersion following hydrogen permeation for safety engineering and risk assessment 互联网档案馆的存档，存档日期2011-07-23.
  12. ^ U.S. DOE storage safety. [2016-01-06]. （原始内容存档于2015-02-11）. 
  13. ^ U.S. DOE best safety practices hydrogen properties. [2016-01-06]. （原始内容存档于2015-02-11）. 
  14. ^ CNRS Institut Neel H2 Storage. [2016-01-06]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  15. ^ Storage by Mc-Phy （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  16. ^ Development of a Clay-Plastic Composite Material with Good Hydrogen Gas Barrier Property 互联网档案馆的存档，存档日期2008-08-21.

外部链接

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