氫能產業的迅猛發展對安全、高效的氫氣儲、輸、運、供環節提出越來越高的要求,這些環節的核心技術是氫氣載體的選擇以及相關儲氫技術。目前市場營運的主要儲氫載體是高壓氫氣瓶。高壓氣瓶存在體積密度低、安全隱患難以消除、爆炸后果難以承受的問題,同時對于基礎設施投資要求高。在替代儲氫技術中,有機液相儲氫技術產業前景良好。
有機液相儲氫(LOHC)技術,通過空載的有機液相載氫體(LOHC-)經催化加氫得到富氫形式的LOHC(LOHC+),實現儲氫;而LOHC+經催化脫氫回收LOHC-并釋放氫氣給需求方。
LOHC技術具有以下技術優勢:
(1)質量儲氫量可達到5.5-7.3 wt%,體積儲氫量可達~65 kg H2/m3,相比之下,70MPa 高壓氫氣體積含氫量略高于40 kg H2/m3;
(2)安全性高,相對于高壓氫氣、液氫等儲氫方式而言,其具有本質安全性,沒有催化劑和一定的溫度,氫氣無法自發釋放,因此沒有氫氣泄露的理論可能性;LOHC自身比汽柴油更不容易燃燒,因此其儲存輸運安全性遠高于汽柴油。
(3)LOHC性質和汽柴油相接近,其應用與目前的油品輸運儲存基礎設施兼容,其工業標準也容易建立,可望實現快速推廣;可以常溫常壓下儲、輸、運、可以長期貯存。
(4)LOHC-的加氫過程和工業化的加氫過程相似,而且加氫過程靠近生產端,因此工業加氫設施和經驗容易移植到LOHC-加氫過程。
東方紅升與中國石油大學合作開發的LOHC技術具有含氫量高(可達6.5 wt% vs. DBT的 6.1 wt%),供氫能耗低(vs. DBT),催化劑高效的有點,且具備工藝設計、成套裝置設計能力,產業化前景良好。
通過LOHC技術可以實現如下應用場景:
(1)對于工業氫源進行儲存、并通過類似汽柴油的運輸載具,長途運輸至客戶(如加氫站,或者氫能汽車等);也可以進行長期貯存;
(2)通過LOHC儲氫和供氫循環過程耦合,實現煤制氫、工業副產氫提純和儲存;
(3)將可再生能源(如光伏、風電)制取的氫氣進行儲存和輸運,拉動可再生能源應用。