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新兴的储氢技术可提高能源弹性
2022年06月05日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

随着可再生能源的增加,以及由于电涌和极端天气事件导致的停电带来的不确定性不断增加,储能在确保医疗设施、数据中心和电信等关键基础设施的可靠供电方面发挥着关键作用。氢作为一种储能解决方案显示出了良好的前景,研究人员正在开发能够帮助以低成本和高能效长期储存氢的材料。

在能源部氢和燃料电池技术办公室的支持下,伯克利实验室领导的一组研究人员对基于海绵状材料(称为金属有机框架,简称MOF)的备用电源系统进行了研究,发现随着进一步的研究和开发,它们可能与其他备用电源储能技术具有成本竞争力。MOF是由金属离子制成的多孔晶体材料,晶体中的大孔可以储存氢气。作为美国能源部氢材料高级研究联盟(HyMARC)的一部分,该团队与太平洋西北国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员合作,使用技术经济分析和过程建模来分析系统性能。他们的研究发表在《自然能源》杂志上。

伯克利实验室博士后研究员兼主要作者彭鹏说:“MOF具有高比表面积和氢吸附能力,氢分子可以附着在MOF空腔的表面。”。“特别是对于备用电源应用,它们有一个简单的充电/放电机制,允许储存的氢气在放电后立即释放,而无需使用通常需要高温的化学反应。”

利用伯克利实验室科学家Jeffrey Long提供的实验数据和分子模拟来预测系统层面的MOF性能,研究人员发现,对于10兆瓦以下的备用电源应用,如微电网或社区规模的数据中心,所选MOF系统可能与其他大型固定备用电源应用具有成本竞争力,如抽水蓄能水电和电池。该研究还发现,MOF与液氢储存具有成本竞争力,并且比压缩氢储存具有更高的系统级能量密度,因此需要更少的空间。

伯克利实验室科学家兼通讯作者Hanna Breunig表示:“使用MOF作为备用电源的储氢装置尚未商业化,但现有的MOF已在储氢罐中得到证明,有几家初创公司正在努力推进这项技术。”。“这些系统可能需要几年以上的时间,但我们的研究表明,MOF的进一步研究和开发可能会对提高弹性产生关键影响。”

标签:催化剂及助剂技术中心石油化工
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