领跑世界！国内有机液态储氢发展情况
2023-06-21 17:43 来源：氢能观察 作者：李航 点击：225
虽然我国已经是世界上最大的氢气生产国，但在氢能产业技术上仍然落后于欧洲。但有一项储氢技术弯道超车，领跑世界，这就是有机液态储氢技术。
有机液态储氢简介
原则上，每个不饱和化合物都可以进行氢化从而吸收氢，有机液态储氢（LOHC），是以某些烯烃、炔烃或芳香烃等含有不饱和碳健的液态有机物作为储氢载体，通过发生一对一可逆反应实现氢的储存和释放的技术。
有机液态储氢的重点在于有机物储氢介质的选择，储氢介质的性能指标包括储氢性能、常温下稳定为液态、稳定不易挥发、脱氢环节中不污染氢气、低毒或无毒、循环次数多、成本较低等。
常见的有机储氢介质有甲基环乙烷（MCH）、二苄基甲苯（DBT）等，从能耗、储氢量、储氢剂以及物性等方面考虑，芳烃特别是单环芳烃效果最佳。
技术优势
有机液态储氢分为三个环节：储氢、运氢和脱氢，在每一环节都有一定的优势。
储氢方面，有机液态储氢的储氢量大，储氢密度高。高压储氢和固态合金储氢，储氢密度高达60g/L，可逆储氢量可达5.6wt%。
运氢方面，有机液态储氢运输更加安全，适合长距离运输。储氢有机液体在常温下呈液态，可使用普通的管道或槽罐车运输，到用户端后采用类似汽油加注的泵送形式，整个过程成本较低，也不会产生氢气损失。
脱氢方面，脱氢相应速度快，可做到氢气即制即用，脱氢后所得氢气纯度较高。储氢载体可重复使用，有机液态储氢的具有高度可逆性，脱氢反应装置中，在一定温度条件下发生催化脱氢反应，氢气输送至用氢端，脱氢后的液态载体回收再利用。
技术难点
机液态储氢需要配备相应的加氢、脱氢装置，加氢和脱氢的条件都很苛刻，成本较高。
脱氢时所需温度偏高，如果没有其他热源，会导致整体效率降低，且容易发生副反应，导致氢气纯度不高。
脱氢反应所使用的的催化剂在高温下容易失焦，且催化剂本身不够稳定，容易被中间产物毒化。
在未来的研究中，提高低温中脱氢效率，开发高活性、长寿命的催化剂，同时开发低成本、高储氢密度的载体材料是主要发展方向。另外，还要充分利用废热这类廉价热源， 降低脱氢成本。
国内外发展情况
有机液态储氢技术最早可追溯到1975年，当时首次提出利用甲苯等芳香化合物作为储氢载体，实现氢气的可逆存储，开辟了储氢技术研究的新方向。
2017年12月26日，日本公布了《基本氢能战略》，2020年，日本千代田公司利用甲基环乙烷作为储氢载体，首次实现远洋氢运输，年供给量将达到210吨。
德国Hydrogenious Technologies，一直有独特的有机液态储氢技术，主要研究方向为二苄基甲苯，该介质具有不易燃易爆的特性。目前该公司正在德国多马根建造世界上最大的有机液体储氢技术工厂，计划于2023年投产。
目前国内液态储氢发展迅速，随着有机液体储氢技术的广泛传播，国内多家企业也对有机液态储氢进行了布局与研究，近年来有多个项目开车。
2016年9月，运用了有机液态储氢技术的“泰歌”号燃料电池客车验证了有机液态储氢与燃料电池汽车的适配性。
2022年2月，中船712所自主研制的国内首套120kW级氢气催化燃烧供热的有机液体供氧装置完成调试，并实现与燃料电池系统匹配供氢。进一步奠定在有机液体储氢应用研究方面的领先地位。
2022年11月，中国化学科研院联合天辰公司合作开发甲基环乙烷-甲苯有机液体储氢技术取得重大突破，成功运行了国内首套甲基环乙烷-甲苯有机液体储氢中试示范装置，攻克了液态有机物储放氢的关键技术。
2023年1月11日，由中化学建投、氢能效率等企业联合打造的全球首套“常温常压有机液体储氢加注一体化及氢能综合利用项目”与上海市开车运行，标志着我国有机液态储氢技术已具备工业化和商业化的条件，为我国能源体系绿色低碳转型发展提供有生力量。
国内有机液态储氢未来展望
要发展有机液体储氢技术，政策支持与技术研发缺一不可。
政策上，去年8月，辽宁省发布了《氢能产业发展规划（2021-2025年）》，其中提到要积极开展金属储氢、有机液态储氢技术的开发创新。12月，湖北省出台了《支持氢能产业发展的若干措施》，提到要重点推动有机液体储氢技术创新。
在储氢技术方面，，常用有机液态储氢载体有MCH、甲醇、甲酸等，如何选择效率更高、能耗更低，储氢量和成本合适的储氢载体是当前研究的重点，也是有机液态储氢技术大规模发展的前提。
运氢方面，有机液态储氢可在常温常压下液态输运，可使用储罐、槽车以及现有的成品油管道输送系统，但要对管道进行适应性改造，分析有机液体中氢气的析出规律，避免管道损耗过快。
脱氢是有机液态储氢的核心技术，解决脱氢能耗的难题、开发新的催化剂种类以填补国内空白，是目前脱氢技术研究的主要方向。
有专家表示，有机液态储氢是否可以商业化应用，要取决于技术迭代速度能否快于其他储氢手段，以及降本速度能否快于低温液态储氢。
综合来看，有机液态储氢技术依然是最具发展前景的氢能储运技术之一，常温常压下储运以及低危险性是技术的重要优势，随着技术的成熟，对氢能产业的发展也起到推动作用。
