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科莱恩催化剂与Hydrogenious就突破性氢气储运技术达成合作(附:2017-2018年中国氢气储运技术与市场进展)

2018-08-15

全球领先的特种化学品制造商科莱恩于2018年6月12日宣布,其催化剂业务单元联合领先的清洁能源公司HT公司(Hydrogenious Technologies),共同致力于为各大应用领域提供可靠的、可扩展且安全的供氢解决方案。


通过一项重大技术革新,HT公司将氢分子与有机液体储氢(LOHC)进行化学结合,研发出了一种高度创新的氢气运输方法。这一独特的方法需借助科莱恩的EleMax H催化剂,液态有机烃二苄基甲苯通过加氢反应促使储存氢气,而在需要氢气时借助EleMax D进行脱氢,从而重新释放出氢气。科莱恩的高活性催化剂为氢气运载和分解提供了卓越的效能,从而优化了LOHC的生命周期和效率。


亚化咨询研究表明,在氢能技术中,氢气的储运是个关键环节。


储存


当前,氢气储存方法主要有高压储氢、液氢储氢、固体储氢和有机液体储氢。


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其中,高压储氢是目前应用广泛的一种储氢方式,通常采用气瓶作为容器。车载储氢瓶分类如下:


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资料显示,丰田Mirai高压储氢瓶使用强化碳纤维和树脂内胆等新技术,不仅实现了大幅度轻量化,还实现5.7wt%的储氢性能(世界先端)。


运输


按氢在运输时所处状态的不同可分为气氢输送和液氢输送。根据氢的运输距离、用氢要求及用户的分布情况,气氢可通过管道输送,或通过高压容器装在车、船等输送。其中管道输送一般适用于用氢量大的场合,车、船输送则适合于量小、用户分散的场合。液氢输送一般采用车船输送。


技术与市场进展


亚化咨询《中国氢能与燃料电池年度报告2018》研究表明,2017-2018年中国氢能储运技术与市场进展如下:


高压储氢


张家港富瑞特种装备股份有限公司(富瑞特装)


2018年7月,富瑞特装表示,因70MPa储氢瓶制造和使用成本高,新产品的研发和市场推广需要一定时间和投入,公司经过前期一系列准备,还在进行设计方案优化调整,目前还未有定型产品。


公司储氢瓶除配套东风物流车以外,还与佛山飞驰、北汽福田、南京金龙等其他品牌车辆进行试验。


此前于2017年5月,载有张家港富瑞氢能装备有限公司(富瑞氢能,富瑞特装控股子公司)35MPa高压储氢瓶产品的航班顺利落地美国。至此,富瑞氢能第一批9套车载供氢系统产品顺利抵达美国普拉格能源公司。


2017年6月,富瑞特装发布公告,公司计划总投资3亿元,在江苏张家港市建设氢能源汽车供氢系统产业化项目。项目拟购置生产、试验等设备130台(套),项目设计建设周期24个月,将根据行业发展状况和市场实际需求逐步释放产能。项目达产后,将形成年产5万只储氢气瓶的生产能力,具备氢能源汽车供氢系统2万套/年的配套能力。


此前于2017年5月,公司表示,已建设完成一期35MPa高压储氢瓶项目生产线,年产能达1万台套。


北京京城机电股份有限公司(京城股份)


2018年3月,京城股份发布2017年度报告,报告指出,报告期内,公司在氢能应用领域重点开展了氢燃料汽车用35MPa不同规格系列的铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶(III型瓶)开发及认证,以及结合北京市科委课题开展了乘用车用70MPa III型瓶及供氢系统的研制工作,并完成多款氢燃料车用35MPa供氢系统的研制开发工作。


石家庄安瑞科气体机械有限公司


2018年1月,“十二五”863计划、先进技术能源领域“基于可再生能源制/储氢的70MPa加氢站研发及示范”项目顺利通过科技部高新司组织的项目验收。


该项目由同济大学牵头,联合北京天高隔膜压缩机有限公司、石家庄安瑞科气体机械有限公司和上海舜华新能源系统有限公司组成,项目先后研制出风光互补发电耦合电解制氢系统、90MPa隔膜式氢气压缩机、87.5MPa钢质碳纤维缠绕大容积储氢容器、70MPa加氢机系统等加氢站用关键装备。


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中材科技股份有限公司(中材科技)


2017年10月,中材科技表示,公司已具备生产35MPa高压储氢气瓶的生产能力,主要应用于公交大巴车及物流车等领域。此前,2017年1月,公司表示,70MPa高压储氢气瓶研发工作正在有序推进过程中。


2017年9月,中材科技(成都)有限公司(中材科技全资子公司)创新产品“无人机氢气瓶”被评为第二十三届中国国际复合材料工业技术展览会优秀创新产品奖。


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固态储氢


中科院山西煤炭化学研究所


2018年2月,科技部发布了2017年度中国科学十大进展。其中,由中科院山西煤炭化学研究所联合北京大学、大连理工大学、中国科学院研究团队研究的成果“实现氢气的低温制备和存储”入选。


根据此前的消息,北京大学化学与分子工程学院马丁研究组与中国科学院山西煤化研究所温晓东及大连理工大学石川等合作的研究表明,将铂的单原子分散在碳化钼(α-MoC)上制备的催化剂,可用于甲醇的液相重整,在150-190℃能够表现出很高的产氢活性。


中国科学院大连化学化学物理研究所


2017年3月,中科院大连化物所复合氢化物材料化学研究组陈萍研究员、吴国涛研究员团队在储氢材料研究方面取得新进展,通过多组分氢化物复合,显著改善了Mg(NH2)2•LiH储氢材料的吸脱氢热力学和动力学性能,实现了100℃以下可逆吸脱氢。


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有机液态储氢


武汉氢阳能源有限公司


2018年6月,全球首台常温常压液体有机储氢燃料电池物流车——三环“氢卡”在武汉亮相。该卡车由三环集团有限公司、武汉氢阳能源有限公司、武汉金凰实业集团有限公司联合研制。


此前于2018年3月,中国五环工程有限公司与武汉氢阳举行《氢能领域技术开发合作协议》签约仪式。在双方接下来的合作中,双方将就氢油加氢装置和脱氢装置的工业化进行深入研究,并对配套的工艺技术和装备制造进行研发,实现氢气在氢油中的常温、常压、高密度、低成本、大规模储运的目标,打破氢气大规模安全稳定运输的技术瓶颈。


2017年11月,武汉氢阳与湖北宜都签署项目投资协议。根据协议,武汉氢阳拟未来3年内在宜都投资30亿元,建设年产100万吨液体有机储氢材料和1万吨催化剂。


中山大洋电机股份有限公司(大洋电机)


2018年1月,大洋电机发布公告,为寻求解决氢能储运瓶颈方式,促进氢能利用走向实用化、规模化,加快氢燃料电池的推广应用,同时完善公司在氢燃料电池产业链的战略布局,公司与全球氢气储运技术领导者之一的Hydrogenious Technologies GmbH(HT公司)签署《投资协议》。投资完成后,公司将持有HT公司10.20%的股权,为公司第三大股东。


通过本次投资,公司将与HT公司建立战略合作伙伴关系,并在一定条件下获得与HT公司的独家合作权利。公司将大力支持HT公司在LOHC(液体有机氢载体)技术方面的研发与投入,加速HT公司加氢站产品的生产,并支持HT公司在中国进行LOHC系统产品的生产、运营及服务。公司计划向HT公司采购一定数量的LOHC储氢系统并在国内投入测试及使用,预计自2019年起在国内建立及运营第一个基于LOHC技术的加氢站。


公开资料显示,目前中国车用储氢瓶主要使用的是压力为35MPa的碳纤维缠绕金属内胆气瓶,储氢密度为3.9%;国外基本均采用70MPa的碳纤维缠绕塑料内胆气瓶,储氢密度达到5.5%。


此前于2017年7月,国家质量监督检验检疫总局在人大建议复文中提到,目前中国正在研究制定适合中国实际情况的70MPa氢气瓶标准。质检总局下一步将进一步严格相关特种设备安全监管,推动70MPa非金属内胆碳纤维全缠绕气瓶技术及其氢循环试验验证系统的研发。


资料显示,四种储氢技术均被上车试用或进入产品销售,不同的应用领域技术选择不同,如高压储氢适合在人员密集区使用的车辆,液态储氢适合超大功率超大容量的商用车辆或船舶、列车等。亚化咨询认为,中国企业仍需要持续加强对各种储氢方法的研发,提高技术的性能指标,从而实现氢能利用的进一步发展。