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美國能源部研發氫氣加壓技術 可降低氫燃料汽車加氫成本

   日期:2019-11-07     來源:AI《汽車制造業》    評論:0       [ 進入汽車材料社區 ] [ 汽車材料館 ]
核心提示:美國能源部研發氫氣加壓技術 可降低氫燃料汽車加氫成本
【中國汽車材料網】 據外媒報道,美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室的員工研發出能夠降低加氫站加氫成本且提高加氫效率的技術,而且將該技術實現了商業化,為此大獲贊譽。預計,該技術可以降低燃料電池汽車客戶支付的氫燃料成本。

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(圖片來源:阿貢國家實驗室)

聯邦實驗室聯盟(FLC)將杰出技術轉讓獎(Excellence in Technology Transfer)授予了阿貢國家實驗室研究員Amgad Elgowainy和Krishna Reddi研發的加氫技術。阿貢實驗室還通過合作研發協議(CooPErative Research and Development Agreement)以及技術許可協議(Technology Licensing Agreement)等機制,將該技術轉讓給了全球壓縮機制造商PDC Machines。

加氫站的高成本阻礙了氫燃料的普及

阿貢實驗室研究人員研發的該技術可以解決影響氫燃料被廣泛采用的一個障礙,即部署和運營加氫站的成本很高。Elgowainy表示:“消費者在加氫站支付的加氫費基本就占加氫站本身成本的一半,另外一半成本為壓縮機的成本。”

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,這是一個特別昂貴的設備。研究人員發現,盡管每臺壓縮機的成本為50萬美元或以上,但是運行效率卻很低。為滿足高峰期的加氫需求,壓縮機的尺寸通常很大;但是在非高峰期,壓縮機就大多處于閑置狀態,遠遠低于滿負荷運轉狀態。

增加壓力,以降低成本

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

傳統上,加氫站會采用氫氣供給儲能系統(現場的固定儲能系統或位于運輸氫氣的管道拖車上),以存儲最終供應給壓縮機的氫氣。當車輛到達加氫站時,氫氣會離開儲能系統,進入壓縮機加壓,然后輸送至加注槍,最后進入汽車。

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

該團隊的技術可以在氫燃料需求較低時,加強存儲氫氣容器中氫氣的壓力。當氫燃料需求回升時,壓縮機會接收到一股高壓氫氣,從而使壓縮機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。

該項獲得專利的加壓技術可為加氫站運營商節省30%的設備成本,最大限度地減少了壓縮機的閑置時間,還能夠將管道拖車的燃料輸送效率最高提高20%以上。

 
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