Слитки из титанового сплава в хранилище твердого-водорода

Водородная энергетика — ключевой экологически чистый вторичный источник энергии для глобального энергетического перехода и достижения целей "двойного углерода", а технология хранения водорода — основное узкое место, ограничивающее ее широкомасштабное-применение. Твердотельное-хранилище водорода стало предметом исследований и индустриализации благодаря высокой плотности хранения водорода, безопасности и стабильности.Стержни из титанового сплава, благодаря своим превосходным характеристикам хранения водорода, структурной прочности и приспособляемости к окружающей среде, стали основным материалом-носителем для твердотельных-устройств хранения водорода.

 

 

 

• Титановые сплавы накапливают водород посредством химических реакций, при этом теоретическая массовая доля запаса водорода превосходит традиционную. Доступно несколько марок для удовлетворения разнообразных потребностей, и они могут выдерживать экстремальные условия в широком диапазоне температур.

 

• Поверхностный оксидный слой препятствует проникновению водорода и снижает риск водородного охрупчивания. Они могут стабильно хранить водород в течение длительного времени при низком давлении, избегая таких потенциальных опасностей, как взрыв при высоком-давлении и потеря холода при низкой-температуре. Модифицированные процессы повышают эффективность защиты от-распыления и стабильность цикла, при этом степень сохранения емкости сплава приближается к совершенству после 100 циклов абсорбции-десорбции водорода.

 

• Могут быть изготовлены пористые структуры, а поверхностные нанопоры могут улучшить кинетические характеристики хранения водорода и адсорбировать примеси, что приводит к чрезвычайно высокой чистоте выходного водорода и реализации интеграции хранения и очистки водорода.

 

 

1. Хранение водорода в экстремальных условиях

Благодаря стабильности в широком температурном диапазоне и высокой устойчивости к экстремальным условиям эксплуатации стержни из титанового сплава демонстрируют значительные преимущества в аэрокосмической и глубоководной-морской областях:

 

Стержни из сплава Gr6, обладающие превосходной стойкостью к хрупкости при сверх-низких температурах, применяются в системе трубопроводов жидкого водорода ракеты Long March 9, выдерживая высокое давление и высокую радиацию в средах с жидким водородом, чтобы обеспечить безопасность энергоснабжения аэрокосмической отрасли;

 

Компоненты для хранения водорода из титанового сплава интегрированы в -устойчивую к давлению конструкцию глубоководного-погружного аппарата "Страйвер", адаптируясь к потребностям в хранении энергии при высоком-давлении и низкой-температуре в глубоководных водах и обеспечивая стабильное питание для длительной-работы оборудования.

 

2. Крупномасштабные-сценарии стационарного хранения водорода

Благодаря своим основным преимуществам - низкому давлению и высокой плотности - стержни из титановых сплавов способствуют крупномасштабной-индустриализации твердотельного-хранилища водорода в сетевых-хранилищах энергии и в химической промышленности, использующей экологически чистый водород:

 

В рамках проекта по синтезу зеленого водорода и аммиака в Дааньском государственном энергоинвестиционном проекте используются установки для хранения водорода из пористых титановых стержней для достижения нормальной температуры и низкого-давления для хранения водорода. Плотность хранения водорода выше, чем у традиционного хранилища водорода под высоким-давлением, а стоимость снижается;

 

Электростанция по хранению водородной энергии в Гуанчжоу использует стержни из титанового сплава в качестве основного носителя резервуаров для хранения водорода для поддержки работы твердотельных накопителей водорода, что служит ключом к регулированию пиковых нагрузок в сети и способствует стабильному подключению к сети возобновляемых источников энергии.

3. Сценарии мобильного хранения водорода и энергетики

Компания SAIC Passenger Vehicles оборудует свои модули хранения водорода, которые освобождают 30% пространства шасси при низком давлении 4 МПа, улучшая использование пространства и повышая безопасность;

 

Стержни из титанового-железного сплава, отличающиеся низкой стоимостью и превосходными характеристиками, стали основными кандидатами для-бортового хранения водорода; в логистике водородной энергетики их интегрированное хранилище водорода с пористым модулем может достигать 1,5 тонны, увеличивая эффективность транспортировки в 4 раза;

 

Водородное энергетическое оборудование ближнего-расстояния оснащено модульными блоками, обеспечивающими быструю замену водорода за 3-минуты и запас хода более 120 километров, которые массово применяются в живописных местах и ​​на складах.

4. Заправка водородом и аварийные сценарии

На станциях быстрой замены водорода их модульные устройства хранения водорода поддерживают автоматическую замену водорода с помощью роботизированных манипуляторов со скоростью выброса заряда водорода-5 г/с, что на 200 % быстрее, чем материалы на основе магния-, что значительно повышает эффективность заправки;

 

Транспортные средства аварийной водородной энергетики компании China Southern Power Grid оснащены твердотельными-системами хранения водорода со стержнями из титанового сплава в качестве ядра, хранящими 100 кг водорода, который может приводить в действие топливные элементы для непрерывной подачи энергии в течение 6 часов. Они безопасны, бесшумны и легко адаптируются к окружающей среде, подходят для аварийной защиты электропитания, срочного ремонта и других сценариев.

 

 

 

1. Модификация материала

Микролегирование редкоземельными элементами (легирование La, Ce) улучшает характеристики активации, а сплав с добавленным 5 мас.% Ce можно активировать после одного цикла абсорбции-десорбции водорода; сплав титана-циркония-ниобия-марганца-хрома после корректировки состава демонстрирует превосходную обратимость поглощения водорода-десорбции и циклическую стабильность в условиях мягких температур и давления.

 

2. Структурный проект

Слитки из композитного титанового сплава Gr1/Gr5 могут препятствовать распылению, вызванному поглощением водорода,-и продлевать срок службы; Титановые стержни с бионическими сотами, напечатанные на 3D-принтере-, позволяют увеличить объем хранения водорода на 30 % и повысить механическую прочность на 20 %.

3. Производственные процессы

Технология восстановления на основе водорода- снижает выбросы углерода при производстве титановых сплавов на 70 %; Технология вакуумного спекания,-управляемая искусственным интеллектом, позволяет в реальном-времени регулировать температуру и атмосферу, контролируя отклонения размеров в пределах 5 %.

 

Ruihang Group, специалист по титановым сплавам и другим изделиям из цветных металлов, предлагает титановые стержни премиум-класса для резервуаров-хранилищ. Для более подробной информации свяжитесь с нами по электронной почте:Sam.Rui@bjrh-titanium.com