如何安全地存儲氫氣
- 教育綜合
- 2023-05-08 17:45:35
氫氣易燃,那有哪些令人放心的儲存方式呢?
氫氣易燃,那有哪些令人放心的儲存方式呢?
綠色汽車的一大潛力來自于氫能。然而,氫氣很難處理和儲存,如果儲存和處理不當,可能會有危險。弗勞恩霍夫研究所的一組研究人員開發(fā)了一種新的方法,可以將氫氣以化學形式儲存起來,方便運輸和補充,而不需要昂貴的加氣網(wǎng)絡。
這種被稱為POWERPASTE的突破性材料將首先在電動滑板車中得到應用。這種材料以氫化鎂為基礎,由弗勞恩霍夫制造技術和先進材料研究所的一個研究小組開發(fā)。一輛典型的氫動力汽車配備了一個加壓到700巴的強化罐。
該罐中的氫氣供給一個燃料電池,燃料電池將氫氣轉(zhuǎn)化為電能,以操作電動機。雖然氫氣對于普通車輛和大型車輛來說是一個有效的解決方案,但對于電動滑板車和摩托車等大城市常用的小型車輛來說,氫氣并不是一個選擇。POWERPASTE能夠?qū)錃庖曰瘜W形式儲存在室溫和大氣壓下,可以按需釋放。
該研究所的科學家表示,即使電動滑板車在陽光下原地停放數(shù)小時,POWERPASTE也能保持安全。使用該材料進行加油也很簡單,騎行者只需用新的濾芯更換空濾芯,并在另一個水箱中注入普通水。POWERPASTE的主要成分是鎂,鎂是地球上最豐富的元素之一,很容易獲得。
鎂粉與氫氣結合形成氫化鎂,這個過程是在350攝氏度的溫度和5至6倍大氣壓下進行的。團隊加入酯類和金屬鹽,形成成品。糊狀物用柱塞從一個筒子中送入小車的推進系統(tǒng),并從車載水箱中加入水,產(chǎn)生反應,產(chǎn)生氫氣,數(shù)量根據(jù)燃料電池的要求動態(tài)調(diào)整。
氫氣瓶存放國家標準
氫氣瓶儲存的標準以及注意事項。
氫氣瓶應儲存于陰涼、通風的庫房,庫溫不宜超過30℃,遠離火種、熱源。防止陽光直射。氫氣瓶應與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟、氯、溴)、氧化劑等分開存放,切忌混儲混運。
庫房應采用防爆型電器,配備相應品種和數(shù)量的消防器材。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具。搬運和使用時輕裝輕卸,禁止敲擊、碰撞。
氫氣瓶,必須按規(guī)定每3年檢驗一次,超期未檢的氣瓶嚴禁充裝和使用。必須專瓶專用,不得挪用及代用。氫氣瓶涂深綠色油漆,禁止擅自更改氣瓶的顏色標記和鋼印。使用前要認真核對氣瓶的顏色標記和鋼印,以防誤用。
因生產(chǎn)需要,必須在現(xiàn)場(室內(nèi))使用氫氣瓶,其數(shù)量不得超過5瓶,且室內(nèi)必須通風良好,保證空氣中氫氣最高含量不超過1%(體積比)。
建筑物頂部或外墻的上部設氣窗或排氣孔。排氣孔應朝向安全地帶,室內(nèi)換氣次數(shù)每小時不得少于3次,事故通風每小時換氣次數(shù)不得少于7次。
室內(nèi)氫氣瓶與盛有易燃、易爆、可燃物質(zhì)及氧化性氣體的容器和氣瓶的間距不應小于8米。與明火或普通電氣設備的間距不應小于10米。與空調(diào)裝置、空氣壓縮機和通風設備等吸風口的間距不應小于20米。與其他可燃性氣體貯存地點的間距不應小于20米。
要設有固定氫氣瓶的支架。多層建筑內(nèi)使用氣瓶,除生產(chǎn)特殊需要外,一般宜布置在頂層靠外墻處。閥門或減壓器泄漏時,不得繼續(xù)使用。閥門損壞時,嚴禁帶壓更換閥門。瓶內(nèi)氣體嚴禁用盡,應保留0.05兆帕以上的余壓。
若氫氣泄漏或爆炸,應立即切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體??赡艿脑捪壤鋮s氣瓶并將氣瓶從火場移至空曠處。氫火焰不易察覺,救護人員要防止外露皮膚燒傷。
氫氣存儲安全要求
對于氫氣來說,應按《GB4962-1985氫氣使用安全技術規(guī)程》 “5氫氣瓶的使用”,具體如下: 5.1 因生產(chǎn)需要,必須在現(xiàn)場(室內(nèi))使用氣瓶,其數(shù)量不得超過5瓶,并應符合下列要求: 5.1.1 室內(nèi)必須通風良好,保證空氣中氫氣最高含量不超過1%(體積比)下同。 建筑物頂部或外墻的上部設氣窗(樓)或排氣孔。排氣孔應朝向安全地帶,室內(nèi)換氣次數(shù)每小時不得小于三次,事故通風每小時換氣次數(shù)不得小于七次。 5.1.2 氫氣瓶與盛有易燃、易爆、可燃物質(zhì)及氧化性氣體的容器和氣瓶的間距不應小于8米。 5.1.3 與明火或普通電氣設備的間距不應小于10米。 5.1.4 與空調(diào)裝置、空氣壓縮機和通風設備等吸風如何安全儲運氫氣?
氫氣儲運及使用過程中需要注意的問題主要是指安全問題。氫雖然有很好的可運輸性,但不論是氣態(tài)氫還是液態(tài)氫,它們在使用過程中都存在著一定的問題。氫的獨特物理性質(zhì),如更寬的著火范圍、更低的著火點、更容易泄漏、更高的火焰?zhèn)鞑ニ俣燃案菀妆ǖ?,使其在使用和儲運中安全與否成為一個不可忽視的問題,也成為人們的一個普遍關注點。氫氣的著火溫度在可燃氣體中雖不是最低的,但由于它的著火能僅為20微焦,所以很易著火,甚至化學纖維織物摩擦所產(chǎn)生的靜電比氫的著火能都大幾倍。這就要求在氫的生產(chǎn)中應采取措施盡量防止和減少靜電的積聚。
氫氣是最輕的氣體,它黏度最小,導熱系數(shù)最高,化學活性、滲透性和擴散性強,因而在氫氣的生產(chǎn)、儲運和使用過程中都易造成泄漏。以氫作燃料的汽車行駛試驗證明,即使是真空密封的氫燃料箱,每24小時的泄漏率就達2%,和汽油相比,汽油一般一個月才泄漏1%。因此對儲氫容器和輸氫管道、接頭、閥門等都要采取特殊的密封措施。
由于氫氣具有很強的滲透性,所以在鋼設備中具有一定溫度和壓力的氫滲透溶解于鋼的晶格中,原子氫在緩慢的變形中引起脆化作用。它還能夠與鋼中的碳反應生成甲烷,降低了鋼的機械性能,甚至引起材質(zhì)的損壞。通常在高溫、高壓和超低溫度下,容易引起氫脆或氫腐蝕。因此,使用氫氣的管道和設備,其材質(zhì)應按具體使用條件慎重進行選擇。
氫與氮氣、氬氣、二氧化碳等氣體一樣,都是窒息氣,可使肺缺氧,所以在氫的儲存和運輸過程中,要注意安全問題,避免人身受到傷害。液氫的溫度極低,只要有一點滴掉在皮膚上就會發(fā)生嚴重的凍傷,因此在運輸和使用過程中應特別注意采取各種安全措施。
此外,由于氫特別輕,與其他燃料相比,在運輸過程中單位數(shù)量所占的體積特別大,即使液態(tài)氫也是如此,為運輸帶來不便。
目前來看,在當今工業(yè)環(huán)境中,氫氣的儲運和使用技術應該說已經(jīng)比較成熟,已具備完善的安全作業(yè)標準。比如美國每年在公路上運送的液化氫氣量可達7000萬加侖(加侖是一種容積單位,分英制加侖、美制加侖。1美加侖≈3.79升;1英加侖≈4.55升),未曾出現(xiàn)重大事故。氫的儲運有4種方式可供選擇,即氣態(tài)儲運、液態(tài)儲運、金屬氫化物儲運和微球儲運。目前,實際應用的只有前三種,微球儲運方式尚在研究中。
氫氣的儲存方法有哪些?
保存氫氣方法很多,但是高效的儲氫方法沒有 主要方法有:液化儲氫(成本太高,而且需要很高的能量維持其液化);壓縮儲氫(重量密度和體積密度都很低);金屬氫化物儲氫(體積存儲密度較高,但是重量密度低),還有一個是現(xiàn)在正在研究的碳納米管吸附儲氫(已經(jīng)證明在室溫和不到1bar(約一個大氣壓)的壓力下,單壁碳管可以吸附5%-10%,多壁碳納米管儲氫可達14%,但是這些報道都受到了質(zhì)疑,原因是目前尚未建立一個世界上公認的檢測碳納米管儲氫的檢測標準) 目前根據(jù)理論推算和反復驗證,大家普遍認為可逆儲/放氫量在5%(質(zhì)量密度百分比)左右,但是即使是只有5%也是迄今為止最好的儲氫材料! 這是我上納米材料課上老師的筆上一篇
x+3/5的值能否同時大于2x+3和1-x的值?說明理由.
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