唐 璐 邱利民 姚 蕾 何 晖 周智勇

(1 浙江大学制冷与低温研究所 杭州 310027；2 杭州杭氧股份有限公司设计院 杭州 310004)

随着煤炭、石油等化石能源日益枯竭，人类面临着开发高效、洁净的二次能源的艰巨挑战。氢作为可从多种途径获取的理想能源载体，是化石能源向可再生能源过渡的重要桥梁之一，将为终端能源利用提供新的重要形式[1]。

氢能利用需要解决制取、储运和应用等一系列问题，而储运则是氢能应用的重要关键。当前氢利用的主要特点是“就地生产，就地消费”，这主要归因于储运困难。国际能源署(IEA)提出质量储氢密度大于5%、体积储氢密度大于50kg/m3(H2)；美国能源部(DOE)提出质量储氢密度不低于6.5%、体积储氢密度不低于62kg/m3(H2)。综合考虑质量、体积储氢密度和温度，除液氢储存外，目前所采用和正在研究的储氢技术尚不能满足上述要求[2]。因此，如进一步提高氢液化的效率，液氢以其体积能量密度高的优点，可望成为大规模运输的主要形式[3]。

过去半个世纪以来，许多研究者围绕着提高氢的液化效率和降低液化费用开展了大量的理论和实验研究。然而，面向大规模的工业需求，目前氢液化系统的主要问题仍然是效率低、投资大。这里介绍了一些研究者提出的大型、高效氢液化流程，最后总结了提高氢液化系统效率的方法。

1 氢液化循环

按制冷方式，氢液化循环主要有：预冷型Linde-Hampson系统、预冷型Claude系统和氦制冷的氢液化系统。

1.1 预冷型Linde-Hampson系统

1895年，德国Linde和英国Hampson分别独立提出了一种简单的空气液化循环(即Linde-Hampson循环)。……