当前位置： 轮机 >> 轮机发展 >> 突破氢气储存密度极限的CcH2技术
目前市面上存在的车载氢气储存方式有4种，35MPa气态储氢，70MPa气态储氢，低温液态储氢和固态储氢，其密度（对应储存温度）分别为24.03g/L（15℃）、40.23g/L（15℃）、70.78g/L（-℃），g/L(镁合金，折合)。目前市场上商用车主要采用35MPa高压气态储氢技术。这种技术具有较高的储氢密度和较低的成本，因此在车载领域得到了广泛应用。乘用车多采用70MPa高压气态储氢技术。与35MPa高压气态储氢相比，70MPa高压气态储氢具有更高的储氢密度和更低的成本。然而，由于高压气态储氢需要更高的压力，因此需要加强安全管理措施，确保使用过程中的安全性。现在车载储氢市场开始逐步推广低温液态储氢技术。与高压气态储氢相比，低温液态储氢具有更高的储氢密度和更低的成本。
然而，液氢储存技术的难点和缺点是显而易见的。首先，液氢的储存和运输都面临着极大的挑战。由于液氢的沸点极低，需要在极低的温度下进行储存和运输，这不仅需要耐低温的设备，还需要严格的温度控制和操作程序。此外，液氢储存技术的缺点还包括其生产成本较高。由于液氢的生产需要高精度的设备和高效率的操作程序，其生产成本相对较高，这也限制了其在能源领域的应用范围。
固态储氢固态储氢是一种利用固态材料吸附和储存氢气的方法。相比于传统的液态储氢和气态储氢，固态储氢具有更高的安全性和效率。当需要释放氢气时，通过加热或减压等方式使材料释放出氢气。可用于制氢电站氢储存：固态储氢可以用于储存可再生能源产生的氢气，如太阳能和风能等。在电力需求低峰期，将氢气储存起来，在电力需求高峰期释放出来。也可用于氢气运输，年，4月13月，我国重磅发布世界领先的第一代吨级镁基固态储运氢车（MH-T），单次单车可运输氢气kg。
固态储氢方式的运氢车综上所述，在选择车载氢气储存方式时需要考虑多个因素。不同的储存方式具有不同的优缺点和适用范围。因此需要根据具体的应用场景和需求选择合适的储存方式。
目前在车辆储氢方面最常用的还是气态储氢，但不论是35MPa还是70MPa，氢气储存密度均较低，分别是24g/L和40g/L，但在科研工作者不断挑战下，发现一种，低温压缩储氢方法（CcH2），该放法在低温条件下，气态储氢密度甚至大于液氢储存密度70g/L，为80g/L。如下图
宝马低温压缩氢气（CcH2）存储罐低温压缩储气罐结构图这种新的储氢方式不错，但如何为这种储氢容器加注氢气，事实上林德公司已经与CRYOGAS合作制造了一台泵，结果表明可以生产30兆帕的高压低温气体，密度为80克/升，而液氢（LH2）的密度为65至70克/升。
使用该泵进行加注时，可以使用液氢进行加注，也可以使用气态氢气进行加注。
CcH2的2种加注方式不仅如此，如果使用该种加氢方式，加氢站压缩机的需求量将大大减少，如下图
不同储氢压缩能量需求对比低温压缩氢（CcH2）系统相对于液氢储罐，可经受更多热量损失而不发生危险。和液氢储罐一样，低温压缩氢气储罐“是一个具有超级隔热性能的压力容器。”，但这种隔热比液氢（LH2）储罐所需的要简单得多，储罐真空度可以低一个数量级，此外储罐的多层绝热（MLI）层可以预制，也不需要在清洁的环境中缠绕在容器上。该储罐制备和液氢储罐类似，在高压金属复合储罐上安装预制的多层绝热层（MLI），焊接外套关闭，然后抽真空。该低温压缩储罐内胆可以承受一些和外侧罐体的对流或局部接触，但液氢（LH2）储罐不能，事实上，该储罐可以允许比液氢（LH2）储罐多10倍的热量泄漏。
是否需要主动冷却？使用的隔热材料足以使系统保持低温。当驾驶卡车时，会从隔热罐中排出气体，从而自行冷却储罐。储罐内胆和外界即使进行了部分热交换，当再次驾驶，也会因为用气而冷却储罐内胆，并使瓶内气体返回到工作范围的高密度区域。因此，我们不需要主动冷却，而是系统通过使用和排放氢气来冷却自身。
如果卡车闲置会发生什么？“首先，与液氢（LH2）系统相比，低温压缩氢（CcH2）系统可以吸收更多的热量，如果低温压缩氢（CcH2）储罐处于半空状态，它实际上可以闲置更长的时间。例如，在半满状态下，它可以在需要排气之前闲置两周。无论如何，商用车是不断运行的，它们需要大量的能量，因此这一点是可以避免的”
然而，目前，该行业几乎所有的储罐开发都围绕着液氢（LH2）展开。为什么？
因为它更轻，布鲁纳说。低温压缩储氢和低温液态储氢可以达到8-10%储存效率[储氢质量分数=储氢重量/储罐重量，或储存效率]，这比70MPa高压氢（CGH2）储罐的储存效率5-7%要好得多。
另一个缺点是过冷液氢（sLH2-subcooledLH2）储罐仅适合向低压氢动力装置（例如4至5巴的燃料电池）供应。如果在8至巴的压力下向增压氢燃烧发动机、燃气轮机或高压力燃料电池供应，需要额外的压缩设备。如果液氢储罐中只有5巴的压力，将需要低温泵来增压。但对于低温气态压缩储氢来说，增压装置是多余的，当然也不会因此出现增压设备的故障。因此，燃料电池或发动机可以直接从储罐获取足够的压力，不需要泵。使用液氢加注不需要主动冷却设备，因为该储罐在使用液氢加氢期间，液氢会先转化为低温压缩气态氢，气态氢传递时不会有太大的热量损失，但液氢在加注时，随着液氢的移动，依然存在很大的热量损失。
低温压缩气态储氢概念卡车加氢但该型储罐也有缺点，相比于液氢储罐，该储罐需要额外的碳纤维缠绕内胆，提升储气罐的压力。此外，该技术目前处于发展早期阶段，参与研发的公司也不多，历史上有德国宝马汽车公司做过相关研究，TobiasBrunner博士是参与这项工作的关键研究人员之一。年离开了公司。他于年共同创立了Cryomomotive（德国格拉斯布伦），获得了宝马的关键专利，以将其CcH2技术应用于卡车、商用车和飞机。
目前液氢车载的应用且尚不成熟，该技术对材料的要求和液氢类似，且需要控制的因素也不少，发展情况如何，还要看后期氢能产业的发展情况。
