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刘科:中国氢能的一缕曙光

www.sytfyd.com2019-07-26

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由于世界的“页岩气革命”,甲醇是目前世界上最好的制氢材料。

本文是“科技日报”的记者,采访了盘古智库学术委员会副主任刘克和澳大利亚国家工程院院士。这篇文章来自科技日报。

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盘古智库学术委员会副主席,澳大利亚国家工程院院士,南方科技大学创新创业学院院长,清洁能源研究所院长,刘克,副院长全国千人计划协会,以及其他几位专家和院士进入国际欧亚科学技术研究院中国科学中心“大湾区水和氢学院”。

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刘克院士关注氢氢机械

十多年前,刘克院士在美国开发了氢燃料电池。他来自美国,是GE全球研发中心的首席科学家。他曾在UTC等知名跨国公司工作。在加入南方科技大学之前,他曾担任位于丹麦哥本哈根的国际知名催化剂公司托普索的副总裁。在此之前,北京低碳清洁能源研究所(现为国家能源集团北京低碳清洁能源研究所)副主任兼首席技术官,神华研究院副院长。 2013年,它获得了第30届国际匹兹堡煤炭转化创新奖,并领导世界上第一个汽车汽油制氢装置,以推动燃料电池汽车的研发和示范。它已经国际化了三年(2002-2004)。氢能和燃料电池专题会议主席,第一个商业化的微量元素矿物(微矿物)分离装置,由氢能协会和美国化学学会(AIChE)研究和开发几个大型项目,如柴油发动机燃烧100%甲醇。面对水和氢机(刘克希望称之为氢醇机),刘克可谓“内幕人士看门”,因为他亲自参与并目睹了美国和其他国家的发展发达国家在氢能源上走的路上,失败了,成功经验。

他看着电脑机箱的大小,为汽车充电的“汽车宝”;看到为通信基站提供电力的供电系统;看着可以组合成电站的发电模块;特别是,看到安装在汽车中的甲醇制氢。氢燃料电池用作电动汽车的供电系统,详细询问相关技术指标.

刘克告诉记者,十多年前,当他在UTC工作时,UTC,日产和壳牌石油公司相互合作,希望开发出世界上第一辆汽油氢动力燃料电池汽车。作为该项目的系统主管,他负责整个系统的设计,集成和自我控制。他带领上述三家跨国公司的工程师团队花费了数亿美元,成为世界上第一个“以汽油为基础的汽油生产的燃料电池汽车”。添加到汽车中的汽油与空气中的汽油和氧气以及从燃料电池释放的水蒸气反应产生氢气,燃料电池由氢气驱动。当时的技术要求是整个氢气生产和燃料电池系统必须缩小到汽车的底盘和顶盖之下。冷启动必须在4分钟内完成,因为电池运行的前10分钟并且燃料电池系统已启动。给它充电;从10%到90%的能量输出必须在5秒内完成,90%到10%必须在1秒内完成。这对催化剂的活性,反应器的设计,系统的集成和动态控制提出了前所未有的挑战,最初被认为是化学工程和氢能领域科学研究的另一个“阿波罗”项目。该项目的成功对于2003年美国工业来说是一个重大新闻。他说,将汽油转化为氢气的难度比甲醇要困难得多。它是什么?汽油中含有硫。第二,汽油转化温度为850度,甲醇为300度,甲醇中没有硫。甲醇比汽油更清洁。十多年前,汽油在氢气中的在线转换技术已经取得了成功。甲醇没有理由在线转化为氢气。但是为什么它在成立时不使用甲醇?由于没有发生“页岩气旋转”,由于天然气的高成本,甲醇的成本太高。在联合会上,刘克院士看到了他为长期甲醇制氢提出的一系列技术路线。

他说,这将是氢能应用的“最可靠”方向。刘克紧紧抓住“氢机”开发商的手到中国!这可能是甲醇制氢发电技术路线的发展,值得记录!

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沟通达成共识

记者问刘克,通过中国乃至世界前面的加氢站或其他管道将氢气压缩到高压汽车储氢罐的技术路线的前景如何?

火龙直奔天空,驾驶室温度不会立即上升,驾驶员和乘客有足够的时间逃生;但在封闭空间,一旦氢气泄漏,氢气是最广泛和最快的扩散气体,如地下车库。在罐装氢气汽车泄漏的情况下,在达到4%后,十几辆EDM汽车将爆裂。如果地下室有很多氢气罐车,整栋建筑都将被毁坏。有人说高压氢气罐是安全的,但从氢气罐到燃料电池总有一个连接点。如果任何关节泄漏,它将被销毁。最近韩国的氢气储罐爆炸和挪威的加氢站爆炸都是这些原因。第三,氢是世界上最小的分子,也是最容易泄漏的气体。多年来大多数炼油厂的火灾也来自氢气泄漏。因此,我建议立法不应该让高压油箱氢气车停在地下车库。另一个是建造加氢站的困难。我是能源部在美国的加氢站的项目负责人(PI)。美国加氢站设计时,需要一个安全的距离。它要求在一定范围内不应有住宅建筑。我们在深圳做了一个估计。如果我们在深圳每天约300辆汽车在加氢站工作,根据今天的安全标准,加氢站需要大约8亩土地,大约10亿英亩,在深圳,大约8英亩。亿元建一座加氢站,这辈子的土地价格还没有完工。如果你在半小时车程外的郊区建造一个加氢站,并来回氢气一小时,没有人买这辆车。

美国的氢能和燃料电池技术发展,从九十年代开始到现在烧了不下几百亿美金,到目前全美的燃料电池汽车不到6000辆,日本目前也没多少燃料电池汽车运营,目前美日也都没有解决好这些问题。所以现在中国现在氢能很热的时候,一方面到处在烧钱,但是一方面还要把整个氢能的系统工程想透,否则,容易在产业发展的战略方向上出出现偏差。

记者又问刘科,既然您认为甲醇是最好的制氢原料,那么甲醇的成本和来源可靠吗?

刘科说道,甲醇在这个世界上是目前最好的制氢材料,这得益于世界的“页岩气革命”。十年前,美国的天然气最高到17美金每百万英热单位。而且当时全世界都慌了,说这个世界没有天然气怎么办?结果“页岩气革命”来了,到2010年世界突然发现了200年用不完的天然气,美国的天然气价格从17美金每百万英热单位狂跌到1.5美金每百万英热单位,最后现在平衡到2.5-3美元左右。就是“一个页岩气革命”,也使得油价从140美金狂跌到最后约35美金,最近到50-65美金之间波动。

切实可行的技术路线。

谈到这里,向华博士兴奋地插话,刘院士谈的这两点,这也就是我改名“水氢机”的一个重要原因,就是要明确的区别罐氢的技术路线。向华当时就提出愿意与刘科院士的团队合作,进一步完善改进甲醇在线制氢驱动燃料电池的技术在各个领域的应用。

最近,国家相关部委发文,把甲醇作为清洁能源的主要方向。以甲醇为原料的水氢机已经在悄然拉开了产业化的序幕。有了刘科院士和国际欧亚科学院的专家和院士的力挺支持。中国氢能源产业化的第一缕曙光,将从这里升起。■

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