氫能源技術關鍵:CcH2低溫壓縮法 比液態氫儲存難度低

氫能源技術關鍵:CcH2低溫壓縮法 比液態氫儲存難度低

ZeroAvia 正在研究高密度低溫壓縮氫燃料,在航空中的使用(圖/Zero AVIA)

爲了降低碳排放,科學界與產業界都在思考下一階段的燃料,目前認爲,氫氣燃料是爲數不多的選擇,因爲氫氣燃燒後僅生成水,沒有碳排放問題。然而氫氣也令人頭痛,它很難儲存和運輸,需要高度壓縮形成液態氫後,才能達到有效率的儲存體積。不過科學家提出新的看法,認爲比液態氫狀態溫度壓力略高的「低溫壓縮氫」(CcH2),其儲存的效率會更好,儲存罐的技術門檻也更低,更有機會實際應用,尤其是航空業。

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新阿特拉斯(New Altas)報導,如何脫離碳排放? 各個產業有不同的方法,發電可以引進水力、風能、太陽能這種可再生能源;當然,還有核能發電,它的的效率更高。 汽機車可以改以電動車取代,只要電動車的充電來源是非碳排的,那麼就能確保電動車的乾淨。基於相似的原理,船舶也可以電動化。

但是,航空業要脫碳卻非常困難,因爲飛機最重要的就是「輕巧」,要是使用鋰電池,在電力消耗以後,電池就成了無法擺脫的呆重,所以氫燃料電池就成爲相對好的選擇。氫燃料電池的負極由氫氣來提供電子,然後與正極吸收的氧氣生成水,它的廢氣是無害的。

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早在1970年石油危機的時期,當時就有飛機公司設計「利用氫氣爲燃料」的飛機,並且獲得成功,只是它的燃料箱非常的昂貴,因爲它需要極低溫與極高壓的濃縮,形成液態氫後,纔有足夠的儲存量供給噴射引擎,所以在商業上是不划算的。之後,隨着石油國家組織結束限制出口,油價回跌以後,這個技術也就跟着凍結。如今航空氫燃料再次迫在眉睫,而且可能將要徹底結束化石燃料,我們真的需要更好的儲氫方法。

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氫電飛機開發公司ZeroAvia, 正在與舊金山的Verne公司合作,尋求最有效率的氫燃料儲存法,也就是低溫壓縮氫氣 (CcH2)。在以往,常溫條件把氫氣給濃縮成液庇,需要700大氣壓才行,這對技術要求極高;而研究團隊則是「低溫」「高壓」兩個條件並行,可以達到最省能量的實用點。

根據研究,在20 凱氏度(-253攝氏度時,僅需240 大氣壓,是最佳的儲氫狀態,此時儲氫體積從70公克/公升,增加到87克/公升。這意味着儲氫罐可以用更輕更便宜的材料,因爲不需要處理 700大氣壓的壓力環境。

Verne 相信,利用CcH2 技術,可用氫的密度比液態氫要高出40%,目前研究團隊正在與 ZeroAvia 公司合作,共同評估 CcH2 技術在航空業的機會。

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