吸附天然气汽车的应用研究

天然气主要成分是甲烷，这为全球能源供应提供了新方式。吸附天然气（ANG）技术是一种安全且成本低的甲烷存储技术。天然气汽车中的甲烷能在可接受的能量密度和低压力（3.5～4.0MPa）下工作，允许用储罐储存。

以天然气代替汽油作为汽车燃料的最大缺点是其能量密度太低。1L汽油燃烧后可释放3.48×104kJ的热量，而常温常压下1L天然气完全燃烧释放40kJ的热量，仅为汽油的0.11%。由于天然气作为汽车燃料对储罐的体积有严格限制，所以提高天然气的存储密度、减小储罐体积是天然气汽车推广应用的关键。

ANG技术是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构，在常温、中压（4.0MPa）下将天然气吸附储存。当储罐的压力低于外界压力时，气体被吸附在吸附剂固体微孔的表面，加以储存；当外界的压力低于储罐的压力时，气体从吸附剂固体表面脱附而出供应外界。与压缩天然气（CNG）相比，ANG具有投资和操作费用低（降低48%），储罐形状和材质选择余地大，质轻、低压、使用方便和安全可靠等优点，该技术的关键是开发甲烷吸附量高的天然气专用吸附剂。

高效吸附剂应具有以下特点：①具有较大的比表面积和适当的孔结构；②孔径分布与孔隙集中尺寸为1.0～2.0nm；③微孔体积应超过总孔容积的85%；④天然气吸附剂体积的储存量应该大于100V/V；⑤在正常条件下吸附和解吸速率应高；⑥吸附剂使用寿命长、可以再生、制备过程简单且成本低。

刊名：Front.Mech.Eng（英）刊期：2016年第3期

作者：Zhengwei NIE et al

编译：罗兰