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干货丨什么是固态合金储氢？

发布时间：

2022-06-02

自然界中某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和较低的压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸放”氢气的金属，称为储氢合金。

　　主要类别

　　常用的储氢合金有钛锰系、镧镍系(LaNi)、钛铁系(TiFe)、镁系等，其中适合车辆使用的材料主要是钛锰系。

　　主要用途

　　选用AB2型

　　AB5材料：目前大量用于制造镍氢电池;

　　AB2材料：有效储氢密度较AB5更高，适合车载储氢应用。

　　镁系具有高储氢容量和多循环充放次数但需要在高温(350℃)工作，在车上难以实现。

　　高低压储氢差异

　　低压固态合金AB2储氢装置单元，5MPa(约等于50个大气压)，有效储氢量为8.4kg，体积376.9L。

　　常规高压气态储氢罐组单元，35MPa(约等于350个大气压)，有效储氢量为9.5kg，体积1295.8L。

　　相同体积下，固态低压合金储氢装置和高压气态储氢罐相比

　　1、压力降低为高压气瓶的1/7。

　　2、可有效储存的氢气质量为高压气瓶的3倍。

　　合金储氢的优势

　　大幅降低运营成本

　　简化加氢站建设，无需高压加压设备，减少前期投入;

　　对阀体等部件要求降低，降低成本和故障率;

　　氢气原料成本降低，从而降低车辆使用成本。

　　压力低，确保车辆安全性

　　采用合金储氢的燃料电池客车，储氢瓶内压力低于5MPa，相当于高压储氢压力的七分之一。

　　储氢质量密度提升空间大

　　针对日行300公里续航需求的9米公交车研发的第一台佳华利道合金储氢系统产品，通过测试显示储氢质量数据达到16.8公斤，高于研发预期，未来随着新材料研发和制造工艺的成熟，储氢质量密度有望得到更大的提升。

　　更高的循环使用寿命

　　实现大于5000次的循环充放，足够覆盖客车使用生命周期，降低用户运营维护成本。车辆报废后，合金可回收再利用

　　储氢体积密度高

　　同样体积下可有效储存的氢气质量为高压气瓶的3倍，给予车辆更大的布局空间，对于今后小型化车型的应用具有广阔的空间。

　　合金储氢的劣势

　　比高压储氢系统重

　　以9米公交车(续航300km配置)为例，采用固态合金储氢系统将比高压储氢系统重1吨左右。

　　但相对于纯电动公交车还是轻1吨以上。

　　低压储氢系统造价贵

　　由于固态合金储氢的罐体内部填充了大量合金，其购置成本相对高压储氢系统确实贵1倍左右(样品阶段)。

　　对于车辆成本投入应考虑购置成本、使用成本及附属加氢站的基础建设投入(下图详细介绍)