美国能源部研发新技术 可降低加氢成本提高加氢效率

2019-11-08 10:03  来源:国际节能环保网  浏览:  

据外媒报道,美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的员工研发出能够降低加氢站加氢成本且提高加氢效率的技术,而且将该技术实现了商业化,为此大获赞誉。预计,该技术可以降低燃料电池汽车客户支付的氢燃料成本。

联邦实验室联盟(FLC)将杰出技术转让奖(Excellence in Technology Transfer)授予了阿贡国家实验室研究员Amgad Elgowainy和Krishna Reddi研发的加氢技术。阿贡实验室还通过合作研发协议(Cooperative Research and Development Agreement)以及技术许可协议(Technology Licensing Agreement)等机制,将该技术转让给了全球压缩机制造商PDC Machines。

加氢站的高成本阻碍了氢燃料的普及

阿贡实验室研究人员研发的该技术可以解决影响氢燃料被广泛采用的一个障碍,即部署和运营加氢站的成本很高。Elgowainy表示“消费者在加氢站支付的加氢费基本就占加氢站本身成本的一半,另外一半成本为压缩机的成本。”

Elgowainy与同事研究了降低加氢站成本的方法,主要就是针对氢压缩机,这是一个特别昂贵的设备。研究人员发现,尽管每台压缩机的成本为50万美元或以上,但是运行效率却很低。为满足高峰期的加氢需求,压缩机的尺寸通常很大;但是在非高峰期,压缩机就大多处于闲置状态,远远低于满负荷运转状态。

增加压力,以降低成本

研究团队的解决方法是研发“加压”技术(pressure consolidation),通过向压缩机提供高压氢气,提升压缩机的加氢能力。该团队的解决方案综合考虑了压缩机的基本工作原理以及典型加氢站每小时的加氢需求。

传统上,加氢站会采用氢气供给储能系统(现场的固定储能系统或位于运输氢气的管道拖车上),以存储最终供应给压缩机的氢气。当车辆到达加氢站时,氢气会离开储能系统,进入压缩机加压,然后输送至加注枪,最后进入汽车。

在一天中,随着越来越多的氢气被加注到车辆中,储氢系统的压力会下降。随着压力下降,进入压缩机的氢气密度也会下降,进而降低压缩机的供氢能力。

该团队的技术可以在氢燃料需求较低时,加强存储氢气容器中氢气的压力。当氢燃料需求回升时,压缩机会接收到一股高压氢气,从而使压缩机的氢气供给能力保持在较高水平,提升加氢站的供氢能力,在需求高峰期也可维持较快的加氢速度。

该项获得专利的加压技术可为加氢站运营商节省30%的设备成本,最大限度地减少了压缩机的闲置时间,还能够将管道拖车的燃料输送效率最高提高20%以上。

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