燃料电池车用氢气纯化及供应技术工业应用总结

燃料电池车用氢气纯化及供应技术是一种将炼化氢源通过模块化组合提纯工艺生产满足GB/T 37244—2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》要求的氢气，并形成配套供氢母站设施的技术。主要介绍了燃料电池车用氢气纯化及供应技术的基本原理、工艺特点、主要设备特点及工业应用情况。该技术开发了多种吸附剂以及快周期变压吸附氢气纯化工艺，占地面积小，投资低，供氢母站流程设计灵活，氢气产品纯度达到99.999%,杂质含量满足GB/T 37244—2018的要求，吸附周期在3～10 min且可连续调节，20 MPa燃料电池车用氢气生产成本低于20元/kg,有利于推动车用燃料氢气的市场应用和加氢站建设。     

低损失率脱除碳氧化物生产燃料电池氢的技术应用

为解决燃料电池氢资源紧缺问题,某炼化公司拓展了低温甲烷化技术的应用,将该技术用于脱除工业氢中碳氧化物,生产燃料电池氢,率先在国内通过该工艺产出燃料电池氢,解决了燃料电池氢资源“瓶颈”,取得了良好的社会效益和经济效益。与普遍使用的PSA法生产燃料电池氢相比,采用低温甲烷化技术可降低氢损失率约20％,节省投资70％,按产氢3 000 m³/h规模测算可降本增效490万元/a。在副产氢资源不足而需通过制氢来满足全厂氢气平衡的情况下,以制氢装置所产工业氢为原料,利用低温甲烷化技术生产燃料电池氢具有一定的优势和合理性。     

未来的清洁能源——氢——氢不是一次能源，与燃料电池一起会成为一种与电互补的重要能量载体

许多人都把氢看作是未来的清洁能源，因为氢分子在存在氧的情况下可转化为水，同时释放热能和功。在氢成为能源经济的重要部分之前，政府、研究机构和商界，包括油气行业，必须解决与氢的生产、运输、储存和配送有关的技术问题。     

氢燃料电池用氢气中14种痕量杂质分析技术综述

氢燃料电池用氢气纯度、所含杂质的种类及含量对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重要影响。详细阐述氢燃料电池用氢气中总硫、氨、总卤化物、甲醛、甲酸、一氧化碳、二氧化碳、总烃、氧、氮、氦、氩、水、颗粒物14种痕量杂质对燃料电池性能影响,以及离线和在线分析技术的现状、研究进展,配备硫化学发光等检测器的气相色谱技术和傅里叶变换红外光谱技术在多项杂质检测方面的应用,最后对分析技术的发展进行了展望。     

基于质子交换膜燃料电池车用氢气产品质量标准GB/T 37244的探讨

目的质子交换膜燃料电池车用氢燃料是连通氢能产业上游制氢环节和下游应用场景的核心介质,针对现行产品标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》中涉及的杂质含量限值和分析方法,对其进行研究探讨。 方法梳理国内氢燃料产品质量标准的演进历程,对比国外相关的氢气产品指标及分析方法标准,调研国内氢源现状衍生的杂质组分情况和实际分析需求现状。 结果氢燃料中关键杂质以及其他杂质的组成要求应根据实际研究结果完善限值指标。建议针对氢燃料来源多样导致引入杂质组分的不同,采用关键组分核查与型式检验、出厂检验相结合的检测方式。 结论在满足国内氢燃料质量要求和国际标准ISO 14687:2019《Hydrogen fuel quality-Product specification》的前提下修订现行的产品质量标准,完善健全氢燃料质量分析方法标准体系和溯源链条,以保证分析的准确性和提高分析效率。      

燃料电池未来市场

随着氢能源时代的到来，燃料电池未来市场将非常巨大。全球各大化学公司都紧盯这个巨大的市场以抢占商机。当前对燃料电池的推广而言，成本仍然是制约其发展的关键所在。     

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研究燃料汽车及其氢源系统是当今国内外能源工业与汽车工业的共同课题，而优选制氢能源则是这一课题的关键。章介绍了利用能源、经济、环境(EEE)——生命周期评估(LCA)这一综合评估方法，针对以天然气、煤或石油作为制氢能源的多种燃料电池氢源供应方式以及配套的燃料电池汽车系统，从经济性、能源利用效率和环境影响三个方面进行了生命周期清单分析和EEE综合评价。结果显示：天然气作为发展燃料电池汽车氢源的一次能源，具有氢制取技术路线多样化、经济上竞争力强、能源利用效率高和环境效益好等诸多优势，应为燃料电池汽车的首选制氢能源。对这一评估模型的敏感性分析显示，即使在天然气价格波动较大时，天然气制甲醇--甲醇车载重整车和天然气制氢--纯氢车这两个方案仍然最具优势。     

甲醇水蒸气,氧气重整制氢研究进展

根据质子交换膜燃料电池氢源的技术要求,本文对甲醇水蒸气、氧气重整制氢现状进行了综述,对产品气的分离与化提出了可行的路线,为氢氧质子交换膜燃料电池最终实现装车提供了保障,为能源的有利利用和环境的有效保护提供了新思路。     

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氢气是燃料电池的首选燃料，而用天然气制氢则是化石燃料制氢工艺中最为经济与合理的，因而以甲烷作原料制备氢气的工艺在当前发挥着重要的作用。为此，对国内外甲烷制氢技术的研究现状、进展及发展方向等进行了论述：甲烷水蒸气重整工艺生产技术虽然较为成熟，但能耗高、生产成本高，设备投资大；甲烷催化部分氧化法过程能耗低，可采用大空速操作，无需外界供热而可避免使用耐高温的合金钢管反应器，可采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器，使装置的固定投资明显降低，但尚未见到该技术工业化的相关报道；甲烷自热重整工艺是一种新型制氢方法，其基本原理是在反应器中耦合了放热的甲烷部分氧化反应和强吸热的甲烷水蒸气重整反应，反应体系本身可实现自供热；甲烷绝热转化制氢的原理是将甲烷经高温催化后分解为氢和碳，这是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。     

首台国产氢燃料电池混合动力机车下线

2021年1月27日,首台国产氢燃料电池混合动力机车在中国中车大同电力机车有限公司(简称“中车大同”)下线。这是我国氢能源在铁路机车领域产业化应用的最新成果,标志着我国氢能利用技术取得关键突破,中国铁路机车装备驶入全球氢能技术高地。     

信息

正《哈特能源要闻》2022年宝马将小批量生产氢燃料电池车2021年5月13日刊宝马集团近日公布,2022年将基于现款BMW X5配备氢燃料电池驱动系统,小规模生产BMW i Hydrogen NEXT车型,进一步实现碳减排。开发零排放驱动技术,是宝马目前的首要任务。氢燃料电池车在电动出行中扮演着重要的角色,     

燃料电池技术研究进展及产业化

发展燃料电池，利用煤、石油及植物转换制备氢气或甲醇来发电，对于改善环境，实施能源可持续发展，具有重要意义。介绍燃料电池的工作原理，关注燃料电池技术的研究现状，并展望燃料电池的产业化前景。优先发展微型燃料电池、选择合适的燃料、降低生产成本是在燃料电池产业化道路上需要急待解决的问题。     

石油天然气利用的新途径——燃料电池

燃料电池是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式,其发电效率可达40％。-60％,热电联供时综合效率可达80％以上,对环境无污染,商业化前景广阔。本文概述了磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池的主要特点及其发展概况,提出了与石油天然气行业相关的问题,建议加强燃料电池的研究。     

世界氢能技术研究和应用新进展

氢能是一种高效、清洁、可持续的"无碳"能源,是可再生能源中最有发展前景的能源形式。氢能的利用在国内外得到广泛共识,并且已经取得了令人瞩目的研究成果。各国纷纷出台政策支持氢能源研究和应用,随着储氢技术的突破,氢能主要应用到交通、内燃机、备用电源、分布式电站等领域。作为最大的潜在氢能和燃料电池消费市场之一,中国在氢能源开发利用上取得了一定进展,但与世界先进国家尚有很大差距,因此,应抓住发展机遇,争取在未来氢能源竞争中占据主动权。     

氢能产业链急需自主技术突破

目前世界主要发达国家都在大力发展氢能产业,截至2019年底,全球共有超过400座加氢站投入运营。国际氢能理事会预计2050年,氢能在能源终端消费中的占比将达到18%,广泛应用于交通、工建筑供热等领域。从我国氢能源与燃料电池发展战略思路来看,未来10—20年将是我国氢能源与燃料电池产业发展的重要机遇期,需紧密联系我国能源发展实际,助力实现氢能源与燃料电池高质量发展。     

甲醇水蒸气、氧气重整制氢研究进展——质子交换膜燃料电池氢源的开发

根据质子交换膜燃料电池氢源的技术要求,本文对甲醇水蒸气、氧气重整制氢现状进行了综述,对产品气的分离与净化提出了可行的路线,为氢氧质子交换膜燃料电池最终实现装车提供了保障,为能源的有效利用和环境的有效保护提供了新思路。     

煤制甲醇降氢燃料成本

美国佛罗里达大学的一项研究认为，用煤生产甲醇是为未来燃料电池车辆供应氢气的有效途径。     

汽车代用燃料的应用和发展

评述了汽车代用燃料的现状和未来，压缩天然气和液化石油气将率先大量使用，其次是醇燃料，合成燃料和二甲醚将主要用于某些混合动力车，燃料电池因为能源效率高是最有吸引力的车用能源，将于2010-2015年开始在汽车上实际使用，我国石油工业在提升汽油和柴油质量的同时，应与汽车工业联手开发代用燃料，特别要注意发展燃料电池技术。     

燃料电池的发展及应用

本文介绍了燃料电他的分类、特点与用途，国内外各类燃料电他的开发与应用情况，以及新型组件材料的研制进展，指出燃料电池可望成为新的清洁资源，具有广阔的发展前景。     

燃料电池燃料的开发利用对石化行业的影响

介绍了国内外燃料电池研究概况，分析了燃料电池对燃料的要求，以及天然气，甲醇，汽油，柴油及天然合成油等燃料电池燃料的开发利用对石化行业的影响。