储氢系统目前商用化主流是碳纤维钢瓶

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-08-15 15:25:36】【打印】【关闭】

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1、提高储氢罐质量和体积比密度是目标，70Mpa碳纤维储氢罐基本能满足车载要求

要使氢能源燃料电池车的单次行驶里程和传统汽油车相媲美，氢的储存是关键。储氢设备在新能源汽车中相当于传统汽车中油箱的作用，为燃料电池堆提供燃料——氢气。储氢能力的多少直接决定了能源汽车单次行驶里程的长短。

目前储氢方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢和储氢材料储氢三种。低温液态储氢能够满足高质量密度储氢，但成本非常高。储氢材料储氢密度高并且方便被认为是最具潜力的储氢方式，但目前仍处于研究阶段。高压气态储氢是目前商用化应用的主流技术，该技术采用高压将氢气压缩进氢瓶内储存以达到较高的体积和质量比密度。

高压储氢罐的优点是灌装速度快、成本低廉、能耗低。但也存在一些限制，特别是在汽车上使用时，为了达到一般家庭的使用需求，需要较高的压力以达到储氢密度要求，这就意味着需要高耐压钢瓶。

早期传统储氢罐内部压力仅有13.5MPa，储氢密度不及3%，无法运用于民用领域。在美国能源局的赞助下，美国Quantum公司在2000年的时候研发出了内部压强能够达到50MPa，质量密度为7.5%的TriShield系列储氢罐，但是单次行驶里程不足300公里，且体积庞大仍无法满足家用汽车的需求。因此，需要发展更高压强、小体积、轻质量的储氢罐。目前，70MPa储氢罐已经处于大规模示范运用阶段，其性能已经能满足家用汽车使用需求，且已有不少国家开始研发80MPa的储氢罐。

现在常用的氢瓶分为四种类型：全金属气瓶（I型）、金属内胆纤维环向缠绕气瓶（II型）、金属内胆纤维全缠绕气瓶（III型）和非金属内胆纤维全缠绕气瓶（IV型），I型、II型压力不达车载目标，III型勉强，IV型是目前主流的车载储氢罐。

储氢钢瓶发展

IV型复合箱70MPa储氢罐以FRP（碳纤维增强复合材料）为主要材料，箱体结构复杂，因而虽然70MPa的钢瓶在性能上已经符合要求，但是一方面用了价格较贵的碳纤维材料，另一方面钢瓶制作复杂技术难度高，所以成本昂贵。

70MPa车载储氢瓶结构图

2、70Mpa车载储氢罐核心技术多掌握于日美国家手中

除了上面提到的美国Quantum公司外，日本丰田也是世界级储氢罐技术的领导者。丰田公司也一直致力于研发用于车载的储氢罐。特别是在最新款Mirai燃料电池车上，丰田又研发出了新一代70MpaIV型储氢罐，Mirai储氢罐中除了采用了传统的IV型层结构外，还对中层使用了对含浸了树脂的碳纤维施加张力使之卷起层叠的纤维缠绕工艺以达到轻量化的目的。此技术制造的储氢罐的CFRP用量减少了40%，同时储氢能力增加了，达到了5.7%wt质量密度。

我国车载储氢罐技术相对落后，目前还在研发阶段。

目前70MPa储氢罐技术主要掌握在美日