电解制氢与氢储能
2018-09-11俞红梅衣宝廉
中国工程科学 2018年3期
俞红梅,衣宝廉
(中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023)
一、氢储能特点
可再生能源是人类社会的重要发展方向。可再生能源的消纳是制约可再生能源发展的关键技术之一。由于可再生能源(如水电、风能、太阳能)的间歇性特点,不能长时间持续、稳定地输出电能,导致大量弃风、弃光现象发生。储能技术可将可再生能源发电储存起来,在需要时释放,以保障可再生能源发电持续、稳定的电能输出,提高电网接纳间歇式可再生能源的能力。
以往的储能技术分为物理储能、化学储能及热储能。物理储能包括机械储能(抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能)与电磁储能(超级电容器、超导储能);化学储能基于电化学原理进行储电,如铅酸蓄电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等;热储能是将热能储存在隔热容器的媒介中,实现热能的直接利用或热发电。这些技术的主要目的均是储电,利于充放电短周期内的就地使用,若需要进行长周期的储能,如不同季节,储电则会受到其容量的限制。
在新能源体系中,氢能是一种理想的二次能源,与其他能源相比,氢热值高,其能量密度(140 MJ/kg)是固体燃料(50 MJ/kg)的两倍多。且燃烧产物为水,是最环保的能源,既能以气、液相的形式存储在高压罐中,也能以固相的形式储存在储氢材料中,如金属氢化物、配位氢化物、多孔材料等。因此,氢被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源载体。对可再生和可持续能源系统而言,氢气是一种极好的能量存储介质。……
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