中文
ENGLISH
日本語
如何让燃料电池用氢变得安全、纯净、经济、多元？
日期：2019/6/28 20:49:33
氢作为基础化工原料，广泛应用于石化、煤化、日化、冶金、玻璃等主要工业行业，从国内市场来看，根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》的数据，2015年我国氢产量就达到2900万吨，居世界各国之首。具体到燃料电池汽车行业，根据《中国燃料电池汽车发展路线图》，到2030年我国燃料电池汽车将达到百万辆的运行规模，由此推算出燃料电池汽车全年的用氢量将达到60万吨。由此可见，如果能将传统工业行业中的氢用于燃料电池汽车，完全能够解决燃料电池汽车的氢气来源问题。
众所周知，传统工业行业中氢气一般都经过了变压吸附（PSA）方式净化得到所谓的工业氢，但一方面，工业氢是以满足工业生产的要求为目标的，吸附剂种类及用量的选择和变压吸附净化系统的设计要综合考虑工艺需求指标、收率以及投资运行成本，对于杂质的脱除不够全面，对惰性杂质N2、O2、CH4限制不严格，脱除深度不能满足燃料电池汽车用氢的要求；另一方面，工业行业中氢气所含杂质种类复杂，根据原料气源的不同，杂质含量也有很大区别，特别对于一些弱吸附杂质（如N2、Ar、O2、CO），常规变压吸附无法很好的脱除。基于两方面原因，目前的最大难点在于如何将工业氢经济的纯化后，满足燃料电池汽车用氢品质的要求。
依托北京大学和清华大学雄厚的科研实力和产学研优势，佳安氢源针对燃料电池汽车用氢，研发出了“模块化定向除杂技术”（MDP Modular Directional Purification），工业氢通过MDP纯化后，可以完全满足燃料电池汽车用氢品质的要求，氢气纯度和各项杂质含量符合GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》。
“模块化定向除杂技术”（MDP Modular Directional Purification）是根据杂质的组成种类进行定向分析，优化选择脱除材料和方法及杂质的脱除顺序。氢气中的杂质分为三大类：有机易吸附类（甲醛、甲酸、烃类）、无机易吸附类（NH3、H2S、SO2、卤代物）、弱吸附类（O2、N2、CO、Ar），MDP技术好比一个医生，首先对原料氢气进行诊断，判断出其中含有的杂质种类及浓度，然后根据诊断结果选择对应的脱除方案。对于弱吸附类的每种杂质都使用专用吸附剂对应脱除，弱吸附类杂质脱除后的氢气中，O2含量小于1ppm，CO含量小于0.1ppm、N2含量小于10ppm，对于易吸附类杂质，则是根据杂质种类或者酸碱性选择特定的吸附剂或者催化剂，达到优化脱除。MDP技术具有“两低一高”的特点：纯化后的氢气有害杂质含量低、纯化成本低、氢气收率高，特别适合氢燃料电池行业对氢气的使用要求。
“模块化定向除杂技术”（MDP Modular Directional Purification）的诞生，将给氢能行业带来巨大的变革，为解决燃料电池汽车行业发展面临的几个主要问题提供了新的途径：
1、氢气品质不够“高”：氢燃料电池对氢气的要求非常高，“娇贵”的氢燃料电池很容易因为氢气中杂质的存在导致性能下降甚至报废。在氢源和终端应用场合，通过MDP对氢气中各种杂质的定向脱除后，氢气纯度和各项杂质含量符合GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》，氢气的品质不再是燃料电池汽车使用过程中需要时刻担心的问题。
2、氢气价格不够“低”：工业氢的来源主要分为工业制氢和伴生富氢。工业制氢是以满足工业生产用氢为目的的氢气制造，产量大且成本较低。在很多工业生产过程中，还会产生存在于尾气和废气中的伴生富氢，这类氢气或被作为燃料燃烧，或被低效利用，甚至被直接排放，通过MDP将伴生富氢纯化后用于燃料电池汽车， 实现了“零碳制氢”、经济高效。利用MDP从工业氢中获取合格的燃料电池汽车用氢，将大幅降低燃料电池汽车用氢的成本。
3、氢源距离不够“近”：MDP纯化的广泛适用性，使得更多的氢源可以应用于燃料电池汽车，大大拓宽了燃料电池汽车获取氢源的途径。加氢站不再需要舍近求远获取高品质的燃料电池汽车用氢，就近利用MDP纯化后的多种氢源均能满足燃料电池汽车用氢品质要求，大幅降低储运成本。
“模块化定向除杂”技术的应用，为氢燃料电池行业解决氢气品质、氢气价格和氢气储运三大问题提供了新的途径，让燃料电池用氢变得安全、纯净、经济、多元。
下一篇：国家为什么要大力发展氢能