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美國能源部研發(fā)新技術(shù) 可降低加氫成本提高加氫效率

2019-11-08 10:03  來源:國際節(jié)能環(huán)保網(wǎng)  瀏覽:  

據(jù)外媒報(bào)道,美國能源部(DOE)阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的員工研發(fā)出能夠降低加氫站加氫成本且提高加氫效率的技術(shù),而且將該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,為此大獲贊譽(yù)。預(yù)計(jì),該技術(shù)可以降低燃料電池汽車客戶支付的氫燃料成本。

聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟(FLC)將杰出技術(shù)轉(zhuǎn)讓獎(Excellence in Technology Transfer)授予了阿貢國家實(shí)驗(yàn)室研究員Amgad Elgowainy和Krishna Reddi研發(fā)的加氫技術(shù)。阿貢實(shí)驗(yàn)室還通過合作研發(fā)協(xié)議(Cooperative Research and Development Agreement)以及技術(shù)許可協(xié)議(Technology Licensing Agreement)等機(jī)制,將該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了全球壓縮機(jī)制造商PDC Machines。

加氫站的高成本阻礙了氫燃料的普及

阿貢實(shí)驗(yàn)室研究人員研發(fā)的該技術(shù)可以解決影響氫燃料被廣泛采用的一個障礙,即部署和運(yùn)營加氫站的成本很高。Elgowainy表示“消費(fèi)者在加氫站支付的加氫費(fèi)基本就占加氫站本身成本的一半,另外一半成本為壓縮機(jī)的成本。”

Elgowainy與同事研究了降低加氫站成本的方法,主要就是針對氫壓縮機(jī),這是一個特別昂貴的設(shè)備。研究人員發(fā)現(xiàn),盡管每臺壓縮機(jī)的成本為50萬美元或以上,但是運(yùn)行效率卻很低。為滿足高峰期的加氫需求,壓縮機(jī)的尺寸通常很大;但是在非高峰期,壓縮機(jī)就大多處于閑置狀態(tài),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

增加壓力,以降低成本

研究團(tuán)隊(duì)的解決方法是研發(fā)“加壓”技術(shù)(pressure consolidation),通過向壓縮機(jī)提供高壓氫氣,提升壓縮機(jī)的加氫能力。該團(tuán)隊(duì)的解決方案綜合考慮了壓縮機(jī)的基本工作原理以及典型加氫站每小時的加氫需求。

傳統(tǒng)上,加氫站會采用氫氣供給儲能系統(tǒng)(現(xiàn)場的固定儲能系統(tǒng)或位于運(yùn)輸氫氣的管道拖車上),以存儲最終供應(yīng)給壓縮機(jī)的氫氣。當(dāng)車輛到達(dá)加氫站時,氫氣會離開儲能系統(tǒng),進(jìn)入壓縮機(jī)加壓,然后輸送至加注槍,最后進(jìn)入汽車。

在一天中,隨著越來越多的氫氣被加注到車輛中,儲氫系統(tǒng)的壓力會下降。隨著壓力下降,進(jìn)入壓縮機(jī)的氫氣密度也會下降,進(jìn)而降低壓縮機(jī)的供氫能力。

該團(tuán)隊(duì)的技術(shù)可以在氫燃料需求較低時,加強(qiáng)存儲氫氣容器中氫氣的壓力。當(dāng)氫燃料需求回升時,壓縮機(jī)會接收到一股高壓氫氣,從而使壓縮機(jī)的氫氣供給能力保持在較高水平,提升加氫站的供氫能力,在需求高峰期也可維持較快的加氫速度。

該項(xiàng)獲得專利的加壓技術(shù)可為加氫站運(yùn)營商節(jié)省30%的設(shè)備成本,最大限度地減少了壓縮機(jī)的閑置時間,還能夠?qū)⒐艿劳宪嚨娜剂陷斔托首罡咛岣?0%以上。

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