Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Подземное хранилище жидкого водорода промышленного масштаба

Хранение водорода - это термин, используемый для любого из нескольких методов хранения водорода для последующего использования. Эти методы охватывают механические подходы, такие как высокое давление и низкие температуры, или химические соединения, которые выделяют H 2 по запросу. Хотя производится большое количество водорода, он в основном потребляется на месте производства, особенно для синтеза аммиака . Многие годы водород хранят в виде сжатого газа или криогенного газа.жидкость и транспортируется как таковая в цилиндрах, трубках и криогенных резервуарах для использования в промышленности или в качестве топлива в космических программах. Интерес к использованию водорода для хранения энергии на борту транспортных средств с нулевым уровнем выбросов мотивирует разработку новых методов хранения, более адаптированных к этому новому применению. Общей проблемой является очень низкая температура кипения H2: он кипит около 20,268 K (-252,882 ° C или -423,188 ° F). Достижение таких низких температур требует значительных затрат энергии.

Установленные технологии [ править ]

Чистая плотность хранения водорода

Сжатый и сжиженный водород [ править ]

Сжатый водород - это форма хранения, при которой газообразный водород содержится под давлением для увеличения плотности хранения. Сжатый водород в водородных резервуарах под давлением 350 бар (5000 фунтов на квадратный дюйм) и 700 бар (10000 фунтов на квадратный дюйм) используется в системах резервуаров для водорода в транспортных средствах на основе углеродно-композитной технологии типа IV. [1] Это решение разрабатывают производители автомобилей, такие как Honda [2] или Nissan. [3]

Сжиженный [ править ]

Резервуары с жидким водородом для автомобилей, например BMW Hydrogen 7 . В Японии есть хранилище жидкого водорода (LH2) в порту Кобе. [4] Водород сжижается за счет снижения его температуры до -253 ° C, аналогично сжиженному природному газу (СПГ), который хранится при -162 ° C. Потенциальная потеря эффективности может составлять 12,79%, или 4,26 кВтч / кг из 33,3 кВтч / кг. [5]

Хранилище химикатов [ править ]

Гравиметрическая водородная емкость предлагаемых накопителей водородного топлива в зависимости от температуры выделения водорода

Хранение химикатов может обеспечить высокую производительность хранения из-за высокой плотности хранения. Например, сверхкритический водород при 30 ° C и 500 бар имеет плотность только 15,0 моль / л, в то время как метанол имеет плотность 49,5 моль H 2 / л, метанол и насыщенный диметиловый эфир при 30 ° C и 7 бар имеет плотность 42,1. моль H 2 / л диметилового эфира.

Регенерация хранящегося материала проблематична. Было исследовано большое количество систем хранения химикатов. Высвобождение H2 может быть вызвано реакциями гидролиза или реакциями каталитического дегидрирования . Иллюстративными запасными соединениями являются углеводороды, гидриды бора , аммиак , алан и т. Д. [6] Наиболее многообещающим химическим подходом является электрохимическое хранение водорода, поскольку выделение водорода можно контролировать с помощью приложенного электричества. [7] Большинство материалов, перечисленных ниже, можно напрямую использовать для электрохимического хранения водорода.

Как было показано ранее, наноматериалы предлагают преимущества для систем хранения водорода. Наноматериалы предлагают альтернативу, которая преодолевает два основных барьера, связанных с сыпучими материалами: скорость сорбции и температуру высвобождения.

Улучшение кинетики сорбции и накопительной способности может быть улучшено за счет легирования катализатора на основе наноматериалов , как показано в работе Исследовательского центра чистой энергии в Университете Южной Флориды . [8] Эта исследовательская группа изучала LiBH 4, легированный никелем.наночастиц и проанализировали потерю веса и температуру высвобождения различных видов. Они заметили, что увеличение количества нанокатализатора снижает температуру высвобождения примерно на 20 ° C и увеличивает потерю веса материала на 2-3%. Было обнаружено, что оптимальное количество частиц Ni составляет 3 мол.%, Для которых температура находится в установленных пределах (около 100 ° C), а потеря веса заметно больше, чем у нелегированных частиц.

Скорость сорбции водорода улучшается на наномасштабе из-за короткого диффузионного расстояния по сравнению с объемными материалами. У них также хорошее соотношение площади поверхности к объему .

Температура высвобождения материала определяется как температура, при которой начинается процесс десорбции . Энергия или температура, вызывающие высвобождение, влияют на стоимость любой стратегии хранения химикатов. Если водород связан слишком слабо, давление, необходимое для регенерации, будет высоким, что сводит на нет любую экономию энергии. Целевой показатель для бортовых водородных топливных систем составляет примерно <100 ° C для выброса и <700 бар для перезарядки (20–60 кДж / моль H 2 ). [9] Модифицированное уравнение Ван'т-Гоффа связывает температуру и парциальное давление водорода во время процесса десорбции. Модификации стандартного уравнения связаны с размерными эффектами на наноуровне.

Где p H 2 - парциальное давление водорода, Δ H - энтальпия процесса сорбции (экзотермический), Δ S - изменение энтропии , R - постоянная идеального газа , T - температура в Кельвинах, V m - молярный объем металла, r - радиус наночастицы, а γ - поверхностная свободная энергия частицы.

Из приведенного выше соотношения мы видим, что изменение энтальпии и энтропии процессов десорбции зависит от радиуса наночастицы. Кроме того, включен новый термин, который учитывает удельную площадь поверхности частицы, и можно математически доказать, что уменьшение радиуса частицы приводит к снижению температуры высвобождения для данного парциального давления. [10]

Гидриды металлов [ править ]

Металлогидридное хранение водорода

Гидриды металлов , такие как MgH 2 , NaAlH 4 , LiAlH 4 , LiH , LaNi 5 H 6 , TiFeH 2 , аммиачный боран и гидрид палладия, представляют собой источники накопленного водорода. И снова постоянными проблемами являются процентный вес H2, который они несут, и обратимость процесса хранения. [11] Некоторые из них легко заправляются жидкостью при температуре и давлении окружающей среды, тогда как другие представляют собой твердые вещества, которые можно превратить в гранулы. Эти материалы обладают хорошей плотностью энергии , хотя их удельная энергиячасто хуже, чем ведущие углеводородные топлива.

LiNH 2 , LiBH 4 и NaBH 4 . [12]

Альтернативный метод снижения температуры диссоциации - легирование активаторами. Эта стратегия использовалась для гидрида алюминия , но сложный синтез делает этот подход непривлекательным. [13]

Предлагаемые гидриды для использования в водородной экономике включают простые гидриды магния [14] или переходных металлов и комплексные гидриды металлов , обычно содержащие натрий , литий или кальций и алюминий или бор . Гидриды, выбранные для хранения, обладают низкой реакционной способностью (высокой безопасностью) и высокой плотностью хранения водорода. Ведущими кандидатами являются гидрид лития , боргидрид натрия , алюмогидрид лития и боран аммиака.. Французская компания McPhy Energy разрабатывает первый промышленный продукт на основе гидрида магния, который уже продан некоторым крупным клиентам, таким как Iwatani и ENEL.

Обратимое накопление водорода демонстрирует пара Льюиса , которая производит борогидрид. [15] [16] [17]

Фосфиноборан слева принимает один эквивалент водорода при одной атмосфере и температуре 25 ° C и снова удаляет его при нагревании до 100 ° C. Емкость составляет 0,25 мас.%.

Алюминий [ править ]

Основная статья: Алюминий

Водород можно получить из алюминия, реагируя с водой. [18] Однако, чтобы вступить в реакцию с водой, алюминий должен быть лишен своего естественного оксидного слоя, что требует измельчения, [19] химических реакций с едкими веществами или сплавами. [20] Побочным продуктом реакции образования водорода является оксид алюминия , который может быть переработан обратно в алюминий с помощью процесса Холла-Эру , что делает реакцию теоретически возобновляемой. Однако для этого требуется электролиз, который потребляет большое количество энергии.

Органические носители водорода [ править ]

Основная статья: Жидкие органические носители водорода
Обратимое гидрирование N-этилкарбазола.

Ненасыщенные органические соединения могут накапливать огромное количество водорода. Эти жидкие органические носители водорода (LOHC) гидрируются для хранения и снова дегидрируются, когда требуется энергия / водород. Используя LOHC, можно достичь относительно высоких плотностей гравиметрического накопления (около 6 мас.%), А общая энергоэффективность выше, чем для других вариантов химического накопления, таких как получение метана из водорода . [21] И гидрирование, и дегидрирование LOHC требует катализаторов. [22] Было продемонстрировано, что замена углеводородов гетероатомами, такими как N, O и т. Д., Улучшает свойства обратимой де / гидрогенизации.

Циклоалканы [ править ]

Исследования LOHC были сосредоточены на циклоалканах на ранней стадии с их относительно высокой водородной емкостью (6-8 мас.%) И производством водорода, не содержащего CO x . [22] Гетероциклические ароматические соединения (или N-гетероциклы) также подходят для этой задачи. Соединение, представленное в исследованиях LOHC, представляет собой N-этилкарбазол (NEC) [23], но существует множество других. [24] Дибензилтолуол , который уже используется в качестве теплоносителя в промышленности, был идентифицирован как потенциальный LOHC. В качестве материала LOHC идеально подходит дибензилтолуол, имеющий широкий диапазон жидкостей от -39 ° C (точка плавления) до 390 ° C (точка кипения) и плотность хранения водорода 6,2 мас.%. [25] Муравьиная кислотабыл предложен в качестве многообещающего материала для хранения водорода с емкостью по водороду 4,4 мас.%. [26]

Циклоалканы, обозначенные как LOHC, включают циклогексан, метилциклогексан и декалин. Дегидрирование циклоалканов является сильно эндотермическим (63-69 кДж / моль H 2 ), что означает, что этот процесс требует высокой температуры. [22] Дегидрирование декалина является наиболее термодинамически предпочтительным из трех циклоалканов, а метилциклогексан занимает второе место из-за наличия метильной группы. [27] Исследования по разработке катализаторов дегидрирования циклоалканов ведутся десятилетиями. Катализаторы на основе никеля (Ni), молибдена (Mo) и платины (Pt) хорошо изучены на предмет дегидрирования. Однако коксование по-прежнему является серьезной проблемой для долгосрочной стабильности катализатора. [28] [29]

Предлагается альтернативный, инновационный и многообещающий подход к преобразованию водорода, связанного с LOHC, в электричество, который представляет собой безопасную последовательность без выбросов CO2, без ввода внешней энергии и без молекулярного водорода в любой момент во время выделения водорода. [30] Новая последовательность разгрузки состоит из почти термонейтрально катализируемой стадии гидрогенизации с переносом, превращающей кетон ( ацетон ) во вторичный спирт ( 2-пропанол ) путем контакта с носителем, богатым водородом, и вторичный спирт затем напрямую расходуется в PEMFC (DIPAFC, топливный элемент прямого действия изопрапанола). [30] [31]При таком подходе было бы экономически целесообразно использовать водород как химическое вещество, а не как носитель энергии. [32] «Топливный элемент с прямым LOHC», основанный на концепции соединения LOHC-DIPAFC, является очень привлекательным решением для бортовой генерации электроэнергии в мобильных приложениях. [30]

N-гетероциклы [ править ]

Температура, необходимая для гидрирования и дегидрирования, значительно падает для гетероциклов по сравнению с простыми карбоциклами. [33] Среди всех N-гетероциклов насыщенно-ненасыщенная пара додекагидро-N-этилкарбазол (12H-NEC) и NEC рассматривается как многообещающий кандидат для хранения водорода с довольно большим содержанием водорода (5,8 мас.%). [34] На рисунке вверху справа показано дегидрирование и гидрирование пары 12H-NEC и NEC. Стандартный катализатор для превращения NEC в 12H-NEC - это Ru и Rh. Селективность гидрирования может достигать 97% при 7 МПа и 130 ° C-150 ° C. [22]Хотя N-гетероцилы могут оптимизировать неблагоприятные термодинамические свойства циклоалканов, многие вопросы остаются нерешенными, такие как высокая стоимость, высокая токсичность, кинетические барьеры и т. Д. [22]

Ионные жидкости имидазолия, такие как соли алкил (арил) -3-метилимидазолия N-бис (трифторметансульфонил) имидата, могут обратимо добавлять 6–12 атомов водорода в присутствии классических катализаторов на основе наночастиц Pd / C или Ir0 и могут использоваться в качестве альтернативных материалов для бортовые накопители водорода. Эти соли могут содержать до 30 г L -1 водорода при атмосферном давлении. [35]

Муравьиная кислота [ править ]

Муравьиная кислота является высокоэффективным материалом для хранения водорода, хотя ее плотность H2 невысока. Водород, не содержащий окиси углерода, образуется в очень широком диапазоне давлений (1–600 бар). Гомогенная каталитическая система на основе водорастворимых рутениевых катализаторов селективно разлагает HCOOH на H 2 и CO 2 в водном растворе. [36] Эта каталитическая система преодолевает ограничения других катализаторов (например, низкая стабильность, ограниченный срок службы катализатора, образование CO) для разложения муравьиной кислоты, что делает ее жизнеспособным материалом для хранения водорода. [37] Побочный продукт этого разложения, диоксид углерода, может быть использован в качестве переносчика водорода путем гидрирования его обратно до муравьиной кислоты на второй стадии. Каталитическое гидрирование CO2 давно изучается и разработаны эффективные процедуры. [38] [39] Муравьиная кислота содержит 53 г L -1 водорода при комнатной температуре и атмосферном давлении. Чистая муравьиная кислота содержит 4,3 мас.% Водорода по массе. Чистая муравьиная кислота представляет собой жидкость с температурой вспышки 69 ° C (для бензина -40 ° C, этанола 13 ° C). 85% муравьиная кислота не горюч.

Углеводы [ править ]

Углеводы (полимерный C 6 H 10 O 5 ) высвобождают H 2 в биореформаторе, опосредованном коктейлем ферментов - бесклеточным синтетическим путем биотрансформации. Углеводы обеспечивают высокую плотность хранения водорода в виде жидкости с умеренным повышением давления и криогенными ограничениями: он также может храниться в виде твердого порошка. Углеводы - это самый распространенный возобновляемый биоресурс в мире.

Аммиак и родственные соединения [ править ]

Дополнительная информация: Производство аммиака

Аммиак [ править ]

Аммиак (NH 3 ) выделяет H 2в соответствующей установке каталитического риформинга. Аммиак обеспечивает высокую плотность хранения водорода в виде жидкости с умеренным давлением и криогенными ограничениями: он также может храниться в жидком виде при комнатной температуре и давлении при смешивании с водой. Аммиак является вторым по величине производимым химическим веществом в мире, и существует обширная инфраструктура для производства, транспортировки и распределения аммиака. Аммиак можно реформировать для получения водорода без вредных отходов или его можно смешивать с существующим топливом и при правильных условиях сжигать эффективно. Поскольку в аммиаке нет углерода, не образуются побочные углеродные продукты; тем самым делая эту возможность «углеродно-нейтральным» вариантом на будущее. Чистый аммиак плохо горит при атмосферном давлении в водонагревателях и печах, работающих на природном газе.При сжатии в автомобильном двигателе это подходящее топливо для немного модифицированных бензиновых двигателей. Аммиак является подходящим альтернативным топливом, поскольку он имеет удельную энергию 18,6 МДж / кг на NTP и безуглеродные побочные продукты сгорания.[40]

Аммиак имеет несколько проблем, связанных с его повсеместным использованием в качестве материала для хранения водорода. Аммиак - ядовитый газ с сильным запахом при стандартной температуре и давлении. [41] Кроме того, для коммерческой жизнеспособности необходимы достижения в области эффективности и масштабируемости разложения аммиака, поскольку мембраны топливных элементов очень чувствительны к остаточному аммиаку, а современные методы разложения имеют низкие показатели выхода. [42] Для катализирования реакции разложения аммиака можно использовать различные переходные металлы, наиболее эффективным из которых является рутений . Этот катализ работает за счет хемосорбции , когда энергия адсорбции N 2 меньше энергии реакции диссоциации. [43]Очистку водорода можно осуществить несколькими способами. Водород можно отделить от непрореагировавшего аммиака с помощью проницаемой водородоселективной мембраны. [44] Его также можно очистить путем адсорбции аммиака, который может избирательно улавливаться из-за его полярности. [45]

В сентябре 2005 года химики из Технического университета Дании объявили о способе хранения водорода в форме насыщенного аммиака в солевой таблетке. Они утверждают, что это будет недорогой и безопасный способ хранения. [46]

Гидразин [ править ]

Гидразин ломается в клетке с образованием азота и водородом / [47] кремнийгидриды и германиевые гидриды также являются кандидатами материалов для хранения водорода, так как они могут подвергнуть энергетически выгодную реакцию с образованием ковалентно связанные димеров с потерей молекулы водорода. [48] [49]

Бораны амина [ править ]

Основная статья: Аминоборановый комплекс

До 1980 года несколько соединений были исследованы на предмет хранения водорода, включая сложные боргидриды или алюмогидриды и соли аммония. Эти гидриды имеют верхний теоретический выход водорода, ограниченный примерно 8,5% по массе. Среди соединений, которые содержат только B, N и H (как положительные, так и отрицательные ионы), характерные примеры включают: аминобораны, аммониаты гидрида бора, гидразин-борановые комплексы и октагидротрибораты или тетрагидробораты аммония. Из них аминобораны (и особенно боран аммиака ) широко исследовались как переносчики водорода. В течение 1970-х и 1980-х годов армия и военно-морской флот США финансировали усилия, направленные на разработку соединений, генерирующих водород / дейтерий, для использования в химических лазерах HF / DF и HCl., газодинамические лазеры. Ранее в составах, генерирующих водородный газ, использовались аминобораны и их производные. При воспламенении аминоборана (ов) образуется нитрид бора (BN) и газообразный водород. Помимо аммиачного борана (H 3 BNH 3 ), другие газогенераторы включают диаммониат диборана, H 2 B (NH 3 ) 2 BH 4 .

Физическое хранилище [ править ]

В этом случае водород остается в физических формах, то есть в виде газа, сверхкритического флюида, адсорбата или молекулярных включений. Рассмотрены теоретические ограничения и экспериментальные результаты [50], касающиеся объемной и гравиметрической емкости стеклянных микрососудов, микропористых и нанопористых сред, а также требований безопасности и времени заполнения.

Пористый или слоистый углерод [ править ]

Активированные угли - это высокопористые аморфные углеродные материалы с большой кажущейся площадью поверхности. Физическая адсорбция водорода в этих материалах может быть увеличена за счет увеличения кажущейся площади поверхности и оптимизации диаметра пор примерно до 7 Å. [51] Эти материалы представляют особый интерес в связи с тем, что они могут быть изготовлены из отходов, таких как окурки сигарет, которые показали большой потенциал в качестве исходных материалов для материалов для хранения водорода большой емкости. [52] [53]

Графен может эффективно накапливать водород. H 2 присоединяется к двойным связям, давая графан . Водород выделяется при нагревании до 450 ° C. [54] [55]

Углеродные нанотрубки

Были предложены носители водорода на основе наноструктурированного углерода (такие как углеродные бакиболлы и нанотрубки ). Однако содержание водорода составляет ~ 3,0-7,0 мас.% При 77 К, что далеко от значения, установленного Министерством энергетики США (6 мас.% При почти нормальных условиях).

Чтобы реализовать углеродные материалы в качестве эффективных технологий хранения водорода, углеродные нанотрубки (УНТ) были легированы MgH 2 . [8] Было доказано, что гидрид металла имеет теоретическую емкость накопления (7,6 мас.%), Которая удовлетворяет требованиям Министерства энергетики США в размере 6 мас.%, Но имеет ограниченное практическое применение из-за высокой температуры высвобождения. Предлагаемый механизм включает создание каналов быстрой диффузии УНТ внутри решетки MgH 2 . Фуллерен - это другой углеродный наноматериал, который был протестирован на хранение водорода в этом центре. Молекулы фуллерена состоят из C 60структура с закрытыми каркасами, которая позволяет гидрогенизировать углерод с двойной связью, приводя к теоретическому изомеру C 60 H 60 с содержанием водорода 7,7 мас.%. Однако температура выпуска в этих системах высока (600 ° C).

Металлоорганические каркасы [ править ]

Металлоорганические каркасыпредставляют собой еще один класс синтетических пористых материалов, хранящих водород и энергию на молекулярном уровне. MOF представляют собой высококристаллические неорганические-органические гибридные структуры, которые содержат металлические кластеры или ионы (вторичные строительные единицы) в качестве узлов и органические лиганды в качестве линкеров. Когда гостевые молекулы (растворитель), занимающие поры, удаляются во время замены растворителя и нагревания в вакууме, пористая структура MOF может быть достигнута без дестабилизации каркаса, и молекулы водорода будут адсорбироваться на поверхность пор путем физической адсорбции. По сравнению с традиционными цеолитами и пористыми углеродными материалами, MOF имеют очень большое количество пор и площадь поверхности, которые обеспечивают более высокое поглощение водорода в заданном объеме. Таким образом, исследовательские интересы по хранению водорода в MOF растут с 2003 года, когда было введено первое хранилище водорода на основе MOF.Поскольку существует бесконечное количество геометрических и химических вариаций MOF на основе различных комбинаций SBU и линкеров, многие исследователи исследуют, какая комбинация обеспечит максимальное поглощение водорода различными материалами, содержащими ионы металлов и линкеры.

В 2006 году химики Калифорнийского университета и Университета штата Мичиган достигли концентрации хранения водорода до 7,5% масс в MOF-74 при низкой температуре 77 K . [56] [57] В 2009 году исследователи из Ноттингемского университета достигли 10 мас.% При 77 бар (1117 фунтов на квадратный дюйм) и 77 К с MOF NOTT-112. [58]В большинстве статей о хранении водорода в MOF сообщается о способности поглощения водорода при температуре 77K и давлении 1 бар, поскольку эти условия обычно доступны, а энергия связи между водородом и MOF при этой температуре велика по сравнению с энергией тепловых колебаний. Варьирование нескольких факторов, таких как площадь поверхности, размер пор, сцепление, структура лиганда и чистота образца, может привести к разному поглощению водорода в MOF.

В 2020 году исследователи из Северо-Западного университета в США сообщили, что NU-1501-Al, сверхпористый металлорганический каркас (MOF) на основе металлических трехъядерных кластеров, продемонстрировал «впечатляющие гравиметрические и объемные характеристики хранения водорода и метана» с водородом. производительность 14,0% по массе, 46,2 г / л.[59] [60]

Крио-сжатый [ править ]

Хранение водорода с криосжатием - единственная технология, которая соответствует целям Министерства энергетики США на 2015 год по объемной и гравиметрической эффективности (см. «CcH2» на слайде 6 в [61] ).

Кроме того, другое исследование показало, что криосжатие демонстрирует интересные преимущества с точки зрения затрат: стоимость владения (цена за милю) и стоимость системы хранения (цена за автомобиль) на самом деле самые низкие по сравнению с любой другой технологией (см. Третью строку на слайде 13 [ 62] ). Например, система крио-сжатого водорода будет стоить 0,12 доллара за милю (включая стоимость топлива и все связанные с этим расходы), в то время как обычные бензиновые автомобили стоят от 0,05 до 0,07 доллара за милю.

Как и при хранении жидкости, криосжатие использует холодный водород (20,3 К и немного выше) для достижения высокой плотности энергии. Однако основное отличие состоит в том, что, когда водород нагревается из-за теплопередачи с окружающей средой («выкипает»), в резервуаре допускается значительно более высокое давление (до 350 бар по сравнению с парой бар для хранение жидкости). Как следствие, требуется больше времени, прежде чем водород должен выйти, и в большинстве ситуаций вождения автомобиль использует достаточно водорода, чтобы поддерживать давление значительно ниже предела вентиляции.

Следовательно, было продемонстрировано, что большой запас хода может быть достигнут с помощью криокомпрессированного бака: более 650 миль (1050 км) было проехано с полным баком, установленным на водородном двигателе Toyota Prius . [63] Исследования все еще продолжаются, чтобы изучить и продемонстрировать весь потенциал технологии. [64]

С 2010 года BMW Group начала тщательную проверку на уровне компонентов и систем криокомпрессированного хранилища транспортных средств на пути к коммерческому продукту. [65]

Клатрат гидраты [ править ]

О H 2, заключенном в клатратный гидрат, впервые сообщили в 2002 году, но для его стабильности требуется очень высокое давление. В 2004 году исследователи из Делфтского технологического университета и Горной школы Колорадо показали, что твердые H 2 -содержащие гидраты могут образовываться при температуре окружающей среды и давлении 10 бар при добавлении небольших количеств промотирующих веществ, таких как ТГФ . [66] Эти клатраты имеют теоретическую максимальную плотность водорода около 5 мас.% И 40 кг / м 3 .

Стеклянные капиллярные решетки [ править ]

Группа ученых из России, Израиля и Германии совместно разработала инновационную технологию на основе стеклянных капиллярных матриц для безопасной инфузии, хранения и контролируемого высвобождения водорода в мобильных приложениях. [67] [68] Технология C.En достигла целей Министерства энергетики США (DOE) на 2010 год в отношении бортовых систем хранения водорода. [69] Цели DOE 2015 могут быть достигнуты с использованием гибких стеклянных капилляров и криокомпрессированного метода хранения водорода. [70]

Стеклянные микросферы [ править ]

Полые стеклянные микросферы (HGM) можно использовать для контролируемого хранения и выделения водорода. Для хранения водорода рассматриваются ПТГ диаметром от 1 до 100 мкм, плотностью от 1,0 до 2,0 г / куб.см и пористой стенкой с отверстиями от 10 до 1000 ангстрем . Преимущества ПТГ для хранения водорода заключаются в том, что они нетоксичны, легки, дешевы, пригодны для вторичной переработки, обратимы, легко обрабатываются при атмосферных условиях, могут храниться в резервуаре, а водород внутри невзрывоопасен. [71] Каждый из этих ПТГ способен содержать водород до 150 МПа без веса и веса большого резервуара под давлением. Все эти качества благоприятны для автомобильного применения. Помимо этих преимуществ, HGM рассматриваются как возможное решение проблемы водорода из-за водорода.коэффициент диффузии, имеющий большую температурную зависимость. При комнатной температуре коэффициент диффузии очень низкий, и водород задерживается в HGM. Недостатком HGM является то, что для эффективного заполнения и удаления водорода температура должна быть не менее 300 ° C, что значительно увеличивает эксплуатационные расходы на HGM при хранении водорода. [72] Высокая температура частично может быть связана с тем, что стекло является изолятором и имеет низкую теплопроводность ; это препятствует диффузии водорода и, следовательно, требует более высокой температуры для достижения желаемой производительности.

Чтобы сделать эту технологию более экономически жизнеспособной для коммерческого использования, проводятся исследования по повышению эффективности диффузии водорода через HGM. Одно исследование, проведенное Dalai et al. стремился увеличить теплопроводность HGM за счет легирования стекла кобальтом . При этом они увеличили теплопроводность с 0,0072 до 0,198 Вт / мК при 10 мас.% Со. Однако увеличение адсорбции водорода наблюдалось только до 2 мас.% Со (0,103 Вт / мК), когда оксид металла начал покрывать поры в стеклянная оболочка. Это исследование завершилось тем, что емкость накопления водорода составила 3,31 мас.% С 2 мас.% Со при 200 ° C и 10 бар. [71]

Исследование, проведенное Раппом и Шелби, стремилось увеличить скорость выделения водорода за счет фотоиндуцированного выделения газа в легированных HGM по сравнению с традиционными методами нагрева. Стекло было легировано оптически активными металлами для взаимодействия с инфракрасным светом высокой интенсивности . Исследование показало, что боросиликатное стекло 7070, легированное Fe 3 O 4, имеет увеличение выделения водорода пропорционально интенсивности инфракрасной лампы. Помимо улучшения коэффициента диффузии только за счет инфракрасного излучения, реакции между водородом и стеклом, легированным железом, увеличивали соотношение Fe 2+ / Fe 3+, что увеличивало поглощение инфракрасного излучения, таким образом, дополнительно увеличивая выход водорода. [73]

По состоянию на 2020 год прогресс, достигнутый в изучении HGM, повысил его эффективность, но он по-прежнему не соответствует целям Министерства энергетики в отношении этой технологии. Рабочие температуры как для адсорбции, так и для выделения водорода являются самым большим препятствием для коммерциализации . [74]

Стационарное хранилище водорода [ править ]

В отличие от мобильных приложений, плотность водорода не является большой проблемой для стационарных приложений. Что касается мобильных приложений, стационарные приложения могут использовать установленные технологии:

  • Сжатый водород (CGH 2 ) в водородном баке [75]
  • Жидкий водород в резервуаре с криогенным водородом (LH 2 )
  • Слитный водород в криогенном водородном резервуаре

Подземное хранилище водорода [ править ]

«Доступные технологии хранения, их емкость и время разряда». [76] : 12

Подземное хранение водорода - это практика хранения водорода в пещерах , соляных куполах и истощенных нефтяных и газовых месторождениях. Компания ICI в течение многих лет без каких-либо проблем хранила большие количества газообразного водорода в пещерах . [77] Хранилище больших количеств жидкого водорода под землей может функционировать как хранилище энергии в сети . Эффективность в оба конца составляет примерно 40% (по сравнению с 75-80% для гидроаккумулятора (PHES) ), а стоимость немного выше, чем для гидроаккумулятора, если требуется только ограниченное количество часов хранения. [78]Другое исследование, на которое ссылается рабочий документ европейского персонала, показало, что для крупномасштабного хранилища самым дешевым вариантом является водород по цене 140 евро / МВтч на 2000 часов хранения с использованием электролизера, хранилища соляной каверны и электростанции с комбинированным циклом. [76] : 15 Европейский проект Hyunder [79] показали в 2013 году , что для хранения энергии ветра и солнца дополнительно 85 каверны требуется , поскольку она не может быть покрыта PHES и CAES систем. [80]Немецкое тематическое исследование по хранению водорода в соляных пещерах показало, что если избыток электроэнергии в Германии (7% от общей переменной возобновляемой генерации к 2025 году и 20% к 2050 году) будет преобразован в водород и хранится под землей, для этого количества потребуется около 15 каверн. по 500 000 кубометров каждая к 2025 году и около 60 каверн к 2050 году, что соответствует примерно одной трети количества газовых каверн, эксплуатируемых в настоящее время в Германии. [81] В США Sandia Labs проводит исследования по хранению водорода на истощенных нефтяных и газовых месторождениях, которые могут легко поглощать большое количество возобновляемого водорода, поскольку существует около 2,7 миллиона истощенных скважин. [82]

Энергия на газ [ править ]

Power to gas - это технология преобразования электроэнергии в газовое топливо . Есть два метода: первый - использовать электричество для разделения воды и закачивать полученный водород в сеть природного газа; второй, менее эффективный метод используется для преобразования диоксида углерода и водорода в метан (см. природный газ ) с использованием электролиза и реакции Сабатье . Третий вариант - объединить водород посредством электролиза с источником углерода (либо диоксидом углерода, либо оксидом углерода из биогаза , из промышленных процессов или путем прямого захвата диоксида углерода из воздуха.) С помощью biomethanation , [83] [84] , где biomethanogens (археи) потребляют углекислый газ и водород , и получение метан в пределах анаэробной среды. Этот процесс очень эффективен, так как археи самовоспроизводятся и требуют только низкопотенциального тепла (60 ° C) для проведения реакции.

SoCalGas также реализовал другой процесс преобразования диоксида углерода в неочищенном биогазе в метан за один электрохимический этап, что представляет собой более простой метод преобразования избыточной возобновляемой электроэнергии в пригодный для хранения природный газ. [85]

Великобритания завершила исследования и готовится начать закачку водорода в газовую сеть, поскольку ранее в сеть подавался «городской газ», который на 50% состоит из водородно-метанового газа, образованного из угля. Аудиторы KPMG обнаружили, что перевод Великобритании на водородный газ может быть на 150–200 млрд фунтов дешевле, чем переоборудование британских домов для использования электрического отопления с использованием источников с низким содержанием углерода. [86]

Избыточная мощность или внепиковая мощность, генерируемая ветряными генераторами или солнечными батареями, затем может использоваться для балансировки нагрузки в энергосистеме. Используя существующую систему природного газа для производства водорода, производитель топливных элементов Hydrogenics и дистрибьютор природного газа Enbridge объединились для разработки такой системы преобразования энергии в газ в Канаде. [87]

Трубопроводное хранилище водорода, в котором сеть природного газа используется для хранения водорода. До перехода на природный газ газовые сети Германии эксплуатировались на газе , который большей частью (60-65%) состоял из водорода. Емкость газовой сети Германии составляет более 200 000 ГВт · ч, чего достаточно для удовлетворения потребности в энергии в течение нескольких месяцев. Для сравнения, мощность всех немецких гидроаккумулирующих электростанций составляет всего около 40 ГВт · ч. Транспортировка энергии по газовой сети осуществляется с гораздо меньшими потерями (<0,1%), чем в электрической сети (8%). Использование существующих трубопроводов природного газа для водорода было изучено NaturalHy [88]

Автомобильное бортовое хранилище водорода [ править ]

Задачи по хранению водорода на борту судна при хранении 5 кг водорода. [89]

Целевые показатели были установлены Партнерством FreedomCAR в январе 2002 года между Советом Соединенных Штатов по автомобильным исследованиям (USCAR) и Министерством энергетики США (целевые показатели предполагают систему хранения H 2 весом 5 кг ). Цели на 2005 год не были достигнуты в 2005 году. [90] Цели были пересмотрены в 2009 году, чтобы отразить новые данные об эффективности системы, полученные от парка испытательных автомобилей. [91] Конечная цель объемного хранения все еще выше теоретической плотности жидкого водорода. [92] [ требуется разъяснение ] [ неудавшаяся проверка ]

Важно отметить, что эти цели предназначены для системы хранения водорода, а не для материала для хранения водорода. Плотность системы часто составляет примерно половину от плотности рабочего материала, поэтому, хотя материал может хранить 6 мас.% H 2 , рабочая система, использующая этот материал, может достигать только 3 мас.% При массе резервуаров, оборудования для контроля температуры и давления и т. Д. , Считается.

В 2010 году только две технологии хранения были определены как имеющие потенциал для достижения целей Министерства энергетики США: MOF-177 превышает целевой показатель 2010 года по объемной емкости, в то время как криосжатый H 2 превышает более строгие целевые показатели 2015 года как по гравиметрической, так и по объемной емкости (см. Слайд 6 в [61] ).

Существующие варианты хранения водорода требуют больших объемов хранения, что делает их непрактичными для стационарных и переносных приложений. Портативность - одна из самых серьезных проблем в автомобильной промышленности , где системы хранения с высокой плотностью хранения данных проблематичны из соображений безопасности.

Транспортные средства, работающие на топливных элементах , должны обеспечивать запас хода более 300 миль - этого нельзя достичь с помощью традиционных методов хранения. Долгосрочная цель, поставленная Управлением технологий топливных элементов, включает использование наноматериалов для увеличения максимальной дальности действия. [93]

Требования Министерства энергетики США [ править ]

Министерство энергетики поставило цели по хранению водорода на борту легковых автомобилей. В перечень требований входят параметры, касающиеся гравиметрической и объемной емкости, работоспособности, прочности и стоимости. Эти цели были поставлены в качестве цели многолетнего плана исследований, который, как ожидается, предложит альтернативу ископаемым видам топлива. [94]

Топливные элементы и хранилище [ править ]

Благодаря своим характеристикам чистого горения водород является одной из самых многообещающих альтернативных топлив в автомобильной промышленности. Топливо на водородной основе может значительно снизить выбросы парниковых газов, таких как CO 2 , SO 2 и NO x . Три ограничивающих фактора использования водородных топливных элементов(HFC) включают эффективность, размер и безопасное хранение газа на борту. Другими серьезными недостатками этой новой технологии являются вопросы стоимости, работоспособности и долговечности, которые еще предстоит улучшить по сравнению с существующими системами. Для решения этих проблем использование наноматериалов было предложено в качестве альтернативы традиционным системам хранения водорода. Использование наноматериалов могло бы обеспечить систему с более высокой плотностью, которая, как ожидается, увеличит предел дальности пробега, установленный Министерством энергетики США на 300 миль. Углеродистые материалы, такие как УНТи гидриды металлов - основное внимание исследователей. Углеродистые материалы в настоящее время рассматриваются для бортовых систем хранения из-за их универсальности, многофункциональности, механических свойств и низкой стоимости по сравнению с другими альтернативами. [95]

Другие преимущества наноматериалов в топливных элементах [ править ]

Внедрение наноматериалов в бортовые системы хранения водорода может стать поворотным моментом в автомобильной промышленности. Однако хранение - не единственный практический аспект топливного элемента, в котором наноматериалы могут вносить свой вклад. Различные исследования показали , что транспортные и каталитические свойства из Nafion мембран , используемых в ГФУ могут быть повышены с TiO 2 / SnO 2 наночастиц. [95] Повышенная производительность вызвана улучшением кинетики расщепления водорода из-за каталитической активности наночастиц. Кроме того, эта система демонстрирует более быстрый перенос протонов.через клетку, что делает ГФУ с композитными мембранами из наночастиц многообещающей альтернативой.

Другое применение наноматериалов в расщеплении воды было предложено исследовательской группой из Манчестерского столичного университета в Великобритании с использованием электродов с трафаретной печатью, состоящих из материала, подобного графену . [96] Подобные системы были разработаны с использованием фотоэлектрохимических методов .

См. Также [ править ]

  • Каскадная система хранения
  • Криоадсорбция
  • Электрохимический компрессор водорода
  • Гидрогенография
  • Водородная энергетическая установка в Дании
  • Промышленный газ
  • Настраиваемый нанопористый углерод

Ссылки [ править ]

  1. ^ Эберле, Ульрих; Мюллер, Бернд; фон Гельмольт, Риттмар (2012). «Электромобили на топливных элементах и ​​водородная инфраструктура: статус 2012» . Энергетика и экология . 5 (10): 8780. DOI : 10.1039 / C2EE22596D . Проверено 19 декабря 2014 .
  2. ^ "Ясность FCX" . Honda в мире . Проверено 8 января 2012 .
  3. ^ "Модель X-TRAIL FCV '03" . Nissan-global.com . Архивировано из оригинала на 2010-09-17 . Проверено 8 января 2012 .
  4. ^ Саввидес, Ник (2017-01-11). «Япония планирует использовать импортный сжиженный водород для топлива Олимпийских игр в Токио-2020» . Fairplay . Морской портал IHS Markit . Проверено 22 апреля 2018 года .
  5. ^ Sadaghiani, Mirhadi S. (2 марта 2017). «Внедрение и энергетический анализ новой конфигурации процесса криогенного сжижения водорода». Международный журнал водородной энергетики . 42 (9): 6033–6050. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2017.01.136 .
  6. ^ Санита, Satyapal (2007). «Национальный проект по хранению водорода Министерства энергетики США: прогресс в достижении требований к водородным транспортным средствам» . Катализ сегодня . 120 (3–4): 246–256. DOI : 10.1016 / j.cattod.2006.09.022 .
  7. ^ Эфтехари, Али; Байцзэн, Фанг (2017). «Электрохимическое хранение водорода: возможности для хранения топлива, батарей, топливных элементов и суперконденсаторов». Международный журнал водородной энергетики . 42 (40): 25143–25165. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2017.08.103 .
  8. ^ a b Ниманн, Майкл У .; Srinivasan, Sesha S .; Phani, Ayala R .; Кумар, Ашок; Госвами, Д. Йоги; Стефанакос, Элиас К. (2008). «Наноматериалы для приложений хранения водорода: обзор» . Журнал наноматериалов . 2008 : 1–9. DOI : 10.1155 / 2008/950967 .
  9. ^ Хранение водорода в ЕС . (PDF). Проверено 8 января 2012.
  10. ^ Sunandana, CS (2007). «Наноматериалы для хранения водорода». Резонанс . 12 (5): 31–36. DOI : 10.1007 / s12045-007-0047-9 . S2CID 118701455 . 
  11. ^ DOE Гидриды металлов . eere.energy.gov (19 декабря 2008 г.). Проверено 8 января 2012.
  12. ^ Кристиан, Меганн; Агей-Зинсу, Кондо Франсуа (2012). «Стратегия Core – Shell, ведущая к высокой емкости обратимого хранения водорода для NaBH4». САУ Нано . 6 (9): 7739–7751. DOI : 10.1021 / nn3030018 . PMID 22873406 . 
  13. ^ Graetz, J .; Reilly, J .; Sandrock, G .; Johnson, J .; Чжоу, ВМ; Wegrzyn, J. (2006). «Гидрид алюминия, A1H3, как соединение для хранения водорода» . DOI : 10.2172 / 899889 . Cite journal requires |journal= (help)
  14. ^ CNRS Institut Neel H2 Storage . Neel.cnrs.fr. Проверено 8 января 2012.
  15. ^ Уэлч, GC; Хуан, RRS; Масуда, JD; Стефан, DW (2006). «Обратимая безметалловая водородная активация» . Наука . 314 (5802): 1124–6. Bibcode : 2006Sci ... 314.1124W . DOI : 10.1126 / science.1134230 . PMID 17110572 . S2CID 20333088 .  
  16. ^ Элизабет Уилсон H2 Активация обратимо Безметалловая соединение свободно ломается и делает водород , Chemical & Engineering News Ноябрь +20, +2006
  17. ^ Mes обозначает мезитильный заместитель и C 6 F 5 для пентафторфенильной группы, см. Также трис (пентафторфенил) бор
  18. ^ Белая книга: новый метод хранения энергии в сети с использованием алюминиевого топлива. Архивировано 31 мая 2013 г. в Wayback Machine , Alchemy Research, апрель 2012 г.
  19. ^ «Открытие армии может предложить новый источник энергии | Исследовательская лаборатория армии США» . www.arl.army.mil . Архивировано из оригинала на 2018-07-09 . Проверено 9 июля 2018 .
  20. ^ «Новый процесс генерирует водород из алюминиевого сплава для работы двигателей и топливных элементов» . Phys.org .
  21. ^ Мюллер, Бенджамин (2011). "Energiespeicherung mittels Methan und energietragenden Stoffen - ein thermodynamischer Vergleich" [Накопление энергии путем метанизации CO2 и энергоносители: термодинамическое сравнение]. Chemie Ingenieur Technik (на немецком языке). 83 (11): 2002–2013. DOI : 10.1002 / cite.201100113 .
  22. ^ a b c d e Он, Тэн; Пей, Цицзюнь; Чен, Пинг (01.09.2015). «Жидкие носители органического водорода» . Журнал энергетической химии . 24 (5): 587–594. DOI : 10.1016 / j.jechem.2015.08.007 .
  23. ^ Тайхманн, Даниэль; Арльт, Вольфганг; Вассершайд, Питер; Фрейманн, Раймонд (2011). «Энергоснабжение будущего на основе жидких органических водородов (LOHC)». Энергетика и экология . 4 (8): 2767–2773. DOI : 10.1039 / C1EE01454D .
  24. ^ Патент США 7351395 , «Хранение водорода путем обратимой гидрогенизацией пи-конъюгированы субстратов» 
  25. ^ Брюкнер, Николь (2013). «Оценка применяемых в промышленности жидкостей-теплоносителей как систем жидкого органического носителя водорода». ChemSusChem . 7 (1): 229–235. DOI : 10.1002 / cssc.201300426 . PMID 23956191 . 
  26. ^ Grasemann, Мартин; Лауренци, Габор (18 июля 2012 г.). «Муравьиная кислота как источник водорода - последние разработки и будущие тенденции». Энергетика и экология . 5 (8): 8171–8181. DOI : 10.1039 / C2EE21928J .
  27. ^ Ван, Бо; Гудман, Д. Уэйн; Фромент, Гилберт Ф. (25 января 2008 г.). «Кинетическое моделирование получения чистого водорода из декалина». Журнал катализа . 253 (2): 229–238. DOI : 10.1016 / j.jcat.2007.11.012 .
  28. ↑ Кария, Нобуко; Фукуока, Ацуши; Итикава, Масару (10.07.2002). «Эффективное выделение водорода из жидких циклоалканов над Pt-содержащими катализаторами, нанесенными на активные угли, в условиях« влажно-сухие многофазные условия » ». Прикладной катализ A: Общие . 233 (1–2): 91–102. DOI : 10.1016 / S0926-860X (02) 00139-4 .
  29. ^ Йолкулар, Севим; Ольгун, Озден (01.11.2008). «Катализаторы Ni / Al2O3 и их активность в дегидрировании метилциклогексана для получения водорода». Катализ сегодня . Избранные доклады с сессии EUROPACAT VIII Водородного общества, Турку, Финляндия, 26–31 августа 2007 г. 138 (3–4): 198–202. DOI : 10.1016 / j.cattod.2008.07.020 .
  30. ^ a b c Сиеви, Габриэль; Гебуртиг, Дениз (24.05.2019). «На пути к концепции эффективных топливных элементов с жидким органическим водородом». Энергетика и экология . 12 (7): 2305–2314. DOI : 10.1039 / C9EE01324E . hdl : 11336/109995 .
  31. ^ Хауэнштейн, Паскаль; Сибергер, Доминик (2020). «Высокоэффективный прямой органический топливный элемент, использующий систему жидкого органического носителя водорода ацетон / изопропанол» . Электрохимические коммуникации . 118 : 106786. дои : 10.1016 / j.elecom.2020.106786 .
  32. ^ Мюллер, Карстен; Тиле, Саймон; Вассершайд, Питер (2019). «Оценка концепций интеграции топливных элементов в системы жидкого органического носителя водорода». Энергия и топливо . 33 (10): 10324–10330. DOI : 10.1021 / acs.energyfuels.9b01939 .
  33. ^ Сгусток, Эрик; Эйзенштейн, Одиллия; Крэбтри, Роберт Х. (30 мая 2007 г.). «Вычислительная структура-активность отношения в хранении H2: как размещение атомов N влияет на температуры высвобождения в органических жидких материалах хранения». Химические коммуникации (22): 2231–2233. DOI : 10.1039 / B705037B . PMID 17534500 . 
  34. ^ Eblagon, Катажина Morawa; Там, Кин; Цанг, Шик Чи Эдман (2012). «Сравнение каталитических характеристик нанесенных рутения и родия на гидрирование 9-этилкарбазола для хранения водорода». Энергетика и экология . 5 (9): 8621. DOI : 10.1039 / C2EE22066K .
  35. ^ Stracke, Марсело П .; Эбелинг, Гюнтер; Каталония, Ренато; Дюпон, Джэртон (2007). «Материалы для хранения водорода на основе имидазолиевых ионных жидкостей». Энергия и топливо . 21 (3): 1695–1698. DOI : 10.1021 / ef060481t .
  36. ^ Fellay, C; Дайсон, П.Дж.; Лауренци, G (2008). «Жизнеспособная система хранения водорода на основе селективного разложения муравьиной кислоты с рутениевым катализатором». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 47 (21): 3966–8. DOI : 10.1002 / anie.200800320 . PMID 18393267 . 
  37. ^ F. Joó (2008). «Прорыв в хранении водорода - муравьиная кислота как устойчивый материал для хранения водорода». ChemSusChem . 1 (10): 805–8. DOI : 10.1002 / cssc.200800133 . PMID 18781551 . 
  38. ↑ PG Jessop, в Справочнике по гомогенному гидрированию (ред .: JG de Vries, CJ Elsevier), Wiley-VCH, Weinheim, Германия, 2007 , стр. 489–511.
  39. ^ PG Jessop; Ф. Джо; К.-К. Тай (2004). «Последние достижения в области гомогенного гидрирования диоксида углерода». Координационные обзоры химии . 248 (21-24): 2425. DOI : 10.1016 / j.ccr.2004.05.019 .
  40. ^ ЭЙВЕРИ W (1988). «Роль аммиака в водородной экономике». Международный журнал водородной энергетики . 13 (12): 761–773. DOI : 10.1016 / 0360-3199 (88) 90037-7 . ISSN 0360-3199 . 
  41. ^ Аммиак экономика архивации 2008-05-13 в Wayback Machine . Memagazine.org (10 июля 2003 г.). Проверено 8 января 2012.
  42. ^ Лэмб, Кристина Е .; Долан, Майкл Д .; Кеннеди, Даниэль Ф. (05.02.2019). «Аммиак для хранения водорода; Обзор каталитического разложения аммиака, разделения и очистки водорода» . Международный журнал водородной энергетики . 44 (7): 3580–3593. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2018.12.024 . ISSN 0360-3199 . 
  43. ^ Bligaard, T .; Nørskov, JK; Dahl, S .; Matthiesen, J .; Кристенсен, Швейцария; Сехестед, Дж. (2004-05-15). «Соотношение Бренстеда – Эванса – Поланьи и вулканическая кривая в гетерогенном катализе» . Журнал катализа . 224 (1): 206–217. DOI : 10.1016 / j.jcat.2004.02.034 . ISSN 0021-9517 . 
  44. ^ Долан, Майкл Д .; Виано, Дэвид М .; Лэнгли, Мэтью Дж .; Лэмб, Кристина Е. (2018-03-01). «Трубчатые ванадиевые мембраны для очистки водорода» . Журнал мембрановедения . 549 : 306–311. DOI : 10.1016 / j.memsci.2017.12.031 . ISSN 0376-7388 . 
  45. ↑ Пак, Су-Джин; Ким, Бён-Джу (2005-11-15). «Удаление аммиака из активированных углеродных волокон, полученных оксифторированием» . Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 291 (2): 597–599. Bibcode : 2005JCIS..291..597P . DOI : 10.1016 / j.jcis.2005.05.012 . ISSN 0021-9797 . PMID 15975585 .  
  46. ^ Фокус Дания . Netpublikationer.dk (13 июня 2006 г.). Проверено 8 января 2012.
  47. ^ «Ликвидный актив» . Инженер . 2008-01-15. Архивировано из оригинала на 2012-12-09 . Проверено 9 января 2015 .
  48. ^ Zong, J., JT Mague, и RA Pascal, Jr., Exceptional Steric Congestion in in, in-Bis (гидросилан), J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13235-13237.
  49. ↑ Echeverría, Хорхе; Ауллон, Габриэль; Альварес, Сантьяго (2017). «Межмолекулярные взаимодействия в гидридах 14-й группы: за пределами контактов CH ··· HC». Международный журнал квантовой химии . 117 (21): e25432. DOI : 10.1002 / qua.25432 .
  50. ^ Сборник водородной энергии. Том 2: Хранение водорода, транспортировка и инфраструктура. Том в издании Woodhead Publishing Series in Energy 2016, глава 8 - Другие методы физического хранения водорода doi : 10.1016 / B978-1-78242-362-1.00008-0
  51. ^ Севилья, Марта; Мокая, Роберт (2014-03-21). «Применение активированного угля для хранения энергии: суперконденсаторы и накопители водорода». Energy Environ. Sci . 7 (4): 1250–1280. DOI : 10.1039 / c3ee43525c . hdl : 10261/140713 . ISSN 1754-5706 . 
  52. ^ Бланкеншип II, Трой Скотт; Балахмар, Нора; Мокая, Роберт (2017-11-16). «Богатые кислородом микропористые угли с исключительной способностью накапливать водород» . Nature Communications . 8 (1): 1545. Bibcode : 2017NatCo ... 8.1545B . DOI : 10.1038 / s41467-017-01633-х . ISSN 2041-1723 . PMC 5691040 . PMID 29146978 .   
  53. ^ Бланкеншип, Трой Скотт; Мокая, Роберт (2017-12-06). «Уголь, полученный из окурка сигарет, имеет сверхвысокую площадь поверхности и беспрецедентную способность удерживать водород» (PDF) . Энергетика и экология . 10 (12): 2552–2562. DOI : 10.1039 / c7ee02616a . ISSN 1754-5706 .  
  54. ^ Графен как подходящее вещество для хранения водорода . Physicsworld.com. Проверено 8 января 2012.
  55. ^ Графен в графан . Rsc.org. Январь 2009. Проверено 8 января 2012 г.
  56. ^ MOF-74 - Возможное хранилище водорода . Nist.gov. Проверено 8 января 2012.
  57. ^ Исследователи демонстрируют хранение 7,5% водорода в MOF . Конгресс зеленых автомобилей (2006-03-06). Проверено 8 января 2012.
  58. ^ Новый материал MOF с поглощением водорода до 10% масс . 22 февраля 2009 г.
  59. ↑ Мэтт МакГрат (18 апреля 2020 г.). «Изменение климата: прорыв в области производства губки для ванн может сделать автомобили более чистыми» . BBC News . Проверено 19 апреля 2020 .
  60. ^ Zhijie Чен (2020). «Уравновешивание объемного и гравиметрического поглощения высокопористыми материалами для получения чистой энергии» . Наука . 368 (6488): 297–303. Bibcode : 2020Sci ... 368..297C . DOI : 10.1126 / science.aaz8881 . PMID 32299950 . S2CID 215789994 . Проверено 19 апреля 2020 .  
  61. ^ a b Р. К. Ахлувалиа, Т. К. Хуа, Дж. К. Пенг и Р. Кумар Анализ системного уровня вариантов хранения водорода . Обзор водородной программы Министерства энергетики 2010 г., Вашингтон, округ Колумбия, 8–11 июня 2010 г.
  62. ^ Стивен Лэшер Анализирует материалы для хранения водорода и бортовые системы . Ежегодный обзор заслуг Министерства энергетики США 7–11 июня 2010 г.
  63. ^ S&TR | Установление мирового рекорда вождения с водородом. Архивировано 3 декабря 2008 г. на Wayback Machine . Llnl.gov (12 июня 2007 г.). Проверено 8 января 2012.
  64. ^ Компактное (L) хранилище H2 с длительным режимом покоя в сосудах с криогенным давлением . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса 8 июня 2010 г.
  65. ^ Технические сессии . FISITA 2010. Проверено 8 января 2012 г.
  66. ^ Florusse, LJ; Питерс, CJ; Schoonman, J; Hester, KC; Ко, Калифорния; Декабрь, SF; Марш, КН; Слоан, ЭД (2004). «Стабильные кластеры водорода низкого давления, хранящиеся в бинарном клатратном гидрате». Наука . 306 (5695): 469–71. Bibcode : 2004Sci ... 306..469F . DOI : 10.1126 / science.1102076 . PMID 15486295 . S2CID 38107525 .  
  67. ^ Жеваго, Н.К .; Глебов В.И. (2007). «Хранение водорода в капиллярных решетках». Преобразование энергии и управление . 48 (5): 1554–1559. DOI : 10.1016 / j.enconman.2006.11.017 .
  68. ^ Жеваго, Н.К .; Денисов, Э.И.; Глебов В.И. (2010). «Экспериментальное исследование хранения водорода в капиллярных решетках». Международный журнал водородной энергетики . 35 : 169–175. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2009.10.011 .
  69. ^ Дэн Элиэзер и др. Новая технология хранения водорода в капиллярных решетках . C.En & BAM
  70. ^ Жеваго, Н.К .; Чабак, А.Ф .; Денисов, Э.И.; Глебов В.И. Коробцев, С.В. (2013). «Хранение криосжатого водорода в гибких стеклянных капиллярах». Международный журнал водородной энергетики . 38 (16): 6694–6703. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2013.03.107 .
  71. ^ а б Далай, Шридхар; Савитри, Виджаялакшми (26 октября 2017 г.). «Изучение влияния кобальтовой нагрузки на теплопроводность и водородную способность полых стеклянных микросфер (HGMs)» . МатериалыСегодня: Материалы . 4 (11): 11608–11616. DOI : 10.1016 / j.matpr.2017.09.072 . Дата обращения 16 ноября 2020 .
  72. ^ Ци, Сяобо; Гао, Конг; Чжан, Жанвэнь; Чен, Суфэн; Ли, Бо; Вэй, Шэн (январь 2012 г.). «Производство и характеристика полых стеклянных микросфер с высоким коэффициентом диффузии для хранения водорода» . Международный журнал водородной энергетики . 37 (2): 1518–1530. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2011.10.034 . Дата обращения 16 ноября 2020 .
  73. ^ Рапп, Дуглас; Шелби, Джеймс (1 декабря 2004 г.). «Фотоиндуцированное выделение водорода из стекла» . Журнал некристаллических твердых тел . 349 : 254–259. Bibcode : 2004JNCS..349..254R . DOI : 10.1016 / j.jnoncrysol.2004.08.151 . Дата обращения 16 ноября 2020 .
  74. ^ Zarezadeh Mehrizi Маджид; Абди, Джафар; Резаказеми, Машаллах; Салехи, Эхсан (10 июля 2020 г.). «Обзор последних достижений в области полых сфер для хранения водорода» . Международный журнал водородной энергетики . 45 (35): 17583–17604. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2020.04.201 . Дата обращения 16 ноября 2020 .
  75. ^ "НИОКР больших стационарных резервуаров для хранения водорода / КПГ / УВГП" (PDF) .
  76. ^ a b «РАБОЧИЙ ДОКУМЕНТ ПЕРСОНАЛА КОМИССИИ: Хранение энергии - роль электричества» (PDF) . Европейская комиссия. 1 февраля 2017 . Проверено 22 апреля 2018 года .
  77. ^ 1994 - Аннотация ECN . Hyweb.de. Проверено 8 января 2012.
  78. ^ "Европейское исследование сети возобновляемых источников энергии" (PDF) . Брюссель: Европейский Союз. Январь 2012. С. 86, 188.
  79. ^ "Зачем хранить крупномасштабные прерывистые возобновляемые источники энергии с водородом?" . Хёндер . Проверено 25 ноября 2018 .
  80. ^ "Сохранение возобновляемой энергии: водород - жизнеспособное решение?" (PDF) .
  81. ^ "Эффективное использование энергии Северного моря на берегу" (PDF) . Мировой энергетический совет Нидерландов . Проверено 22 апреля 2018 года .
  82. ^ Гердес, Джастин (2018-04-10). «Внесение заброшенных нефтяных и газовых скважин в« электронные запасы » » . Greentech Media . Проверено 22 апреля 2018 года .
  83. ^ Рати, Акшат. «Батареи не могут решить самую большую в мире проблему хранения энергии. У одного стартапа есть решение» . qz.com . Кварц . Проверено 22 апреля 2018 года .
  84. ^ «Базирующийся в Мюнхене стартап Electrochaea и венгерское коммунальное предприятие MVM создают совместное предприятие по производству электроэнергии из газа» . МВМ Групп. 24 октября 2016 . Проверено 22 апреля 2018 года .
  85. ^ «SoCalGas и Opus 12 успешно демонстрируют технологию, которая упрощает преобразование двуокиси углерода в возобновляемые источники энергии» . prnewswire.com . prnewswire . Проверено 22 апреля 2018 года .
  86. ^ Амброуз, Джиллиан (2018-01-06). «Энергетические сети готовятся впервые включить водород в газовую сеть» . Телеграф . Проверено 22 апреля 2018 года .
  87. ^ Анскомб, Nadya (4 июня 2012). «Хранение энергии: может ли водород быть ответом?» . Солнечный Новус сегодня . Проверено 3 ноября 2012 года .
  88. ^ Naturalhy Архивировано 18 января 2012 г. в Wayback Machine
  89. ^ "Национальный центр Министерства энергетики по хранению водорода на основе углерода" . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL). Архивировано из оригинала на 2007-01-27 . Проверено 1 октября 2006 года .. См. Также «Цели для бортовых систем хранения водорода» (PDF) . Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. Архивировано из оригинального (PDF) 18 апреля 2007 года . Проверено 1 апреля 2007 года .
  90. ^ Дорожная карта технологий хранения водорода . uscar.org. Ноябрь 2005 г.
  91. ^ Ян, июнь; Судик, А; Волвертон, К; Сигел, ди-джей (2010). «Материалы для хранения водорода с высокой емкостью: атрибуты для автомобильных приложений и методы открытия материалов». Обзоры химического общества . 39 (2): 656–675. CiteSeerX 10.1.1.454.1947 . DOI : 10.1039 / b802882f . PMID 20111786 .  
  92. ^ FCT Хранение водорода: современные технологии . Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии | доступ
  93. ^ «Хранение водорода» . Министерство энергетики США .
  94. ^ "Технические цели Министерства энергетики США по хранению водорода на борту легковых автомобилей" . Министерство энергетики США .
  95. ^ a b Хусейн, АК (2015). «Применение нанотехнологий в возобновляемых источниках энергии - всесторонний обзор и понимание». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 42 : 460–476. DOI : 10.1016 / j.rser.2014.10.027 .
  96. Рианна Эванс, Скарлетт (20 августа 2018 г.). «Исследователи создают водородный источник энергии с помощью нанотехнологий» . Объединенное Королевство.

Внешние ссылки [ править ]

  • Резервуары для водорода MaHyTec
  • ЕС Сторхи
  • Несши
  • Водик
  • Водород как топливо будущего, доклад DLR; обсуждает типы хранения водорода
  • Запланированные программные мероприятия Министерства энергетики США на 2003–2010 годы
  • Аммиачный бор (NhxBHx)
  • Хайвеб (1996)
  • Исследование металлоорганических каркасов или наноклеток [1] Проекты хранения H2
  • Технические данные по хранению водорода