液態(tài)儲氫雖然儲氫密度高,但需要將氫氣冷卻到極低的溫度(-252.72攝氏度),技術難度和能耗都較大。固態(tài)儲氫則利用特定的材料吸附或形成氫化物來儲存氫氣,這種方式仍在實驗階段,技術尚未完全成熟。安全性問題氫氣具有易燃易爆的特性,因此在儲存和運輸過程中需要特別小心,以防止泄漏或發(fā)生碰撞引發(fā)火災或爆炸事故。
氫,作為宇宙中豐富的元素,構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的約 75%。在地球上,雖然氫氣單質(zhì)在大氣中含量,但化合態(tài)的氫廣泛存在于水和碳水化合物等物質(zhì)中。氫燃料,通常指液態(tài)氫燃料,是一種清潔能源,燃燒產(chǎn)物只有水,不會產(chǎn)生灰渣和廢氣,對環(huán)境十分友好。
氫燃料的發(fā)熱值高達 142.351kJ/kg,是汽油發(fā)熱量的 3 倍 ,燃燒特性好,點燃快,與空氣混合時有廣泛的可燃性范圍,并且燃點高,燃燒速度更快。從能源轉(zhuǎn)化效率來看,氫燃料電池的能源轉(zhuǎn)化率能超過 60%,遠內(nèi)燃機 30% - 35% 的能源轉(zhuǎn)化率。這種的能源特性,使得氫燃料在眾多能源選項中脫穎而出。
在交通領域,氫燃料電池汽車正逐漸嶄露頭角。與傳統(tǒng)燃油汽車相比,氫燃料電池汽車能夠提供相當?shù)睦m(xù)航里程,同時加氫時間相對較短,為用戶帶來便利。以豐田和現(xiàn)代為代表的氫燃料電池汽車,已經(jīng)在市場上得到了一定程度的推廣。
氫燃料在電力領域的應用,主要通過燃料電池或氫氣輪機將氫能轉(zhuǎn)化為電能,為家庭、企業(yè)等提供清潔電力。在分布式能源系統(tǒng)中,氫燃料電池可以作為備用電源或立電源,確保在電網(wǎng)故障或停電時,仍能為用戶提供穩(wěn)定的電力供應。
與傳統(tǒng)燃油汽車相比,氫燃料電池汽車具有零排放、加氫時間短、續(xù)航里程長等優(yōu)點,如豐田 Mirai、現(xiàn)代 Nexo 等車型已在市場上得到一定應用。 船舶:氫燃料電池可作為船舶的動力源,為船舶提供推進動力。相比傳統(tǒng)的柴油發(fā)動機,氫燃料電池能顯著降低船舶的污染物排放,減少對海洋環(huán)境的污染,有助于實現(xiàn)航運業(yè)的綠色發(fā)展。