氢气储存和输运
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前言

纵观人类能源消费历程,实现低碳及无碳能源消费是必然趋势。近年来席卷大半个中国的雾霾天气加速了政府调整产业结构和实现节能减排的步伐。使用氢燃料是实现无碳和高效能源消费的措施之一,氢能也被认为是一种有前途的新能源形式。氢的制取、储运及氢燃料电池是当今氢能利用的最关键的三大技术。2008年奥运会,23辆燃料电池汽车示范运行7.6万公里。到了2010年世博会,这些数字分别上升到196辆和91万公里。戴姆勒奔驰开发的F-Cell系列样车已经进行了总共超过450万公里的路试。本田FCX Clarity已在国际上具有一定的销量。2015年丰田公司的Mirai正式上市,优良的性价比使其成为氢燃料电池车商业化运营新的里程碑。近几年,中国政府也大力倡导氢能及氢燃料电池汽车的发展,众多企业积极参与。

《氢气储存和输运》重点关注氢能利用中最重要的储运环节,结合最新的研究及应用现状,不仅详细介绍各种储存方法的原理和关键技术,还对其应用前景进行分析和评述。针对目前储氢技术不能完全满足车载储氢和便携式电源等使用要求的现状,介绍了储氢与产氢一体化新技术,从多个角度剖析了各个技术的特点。与国内外已出版的同类书相比,本书增加了氢气的车船运输和管线输送的国内外现状章节,以使读者,特别是新能源领域投资人、企业家和工程技术人员对氢经济领域有全面的了解。本书还介绍了储氢和输氢环节主要的分析测评方法,并介绍了最新的氢的典型应用案例。为了增加本书的参考价值,在附录中列出了氢气和主要氢化物的物化参数、部分储氢材料的主要吸放氢性能、氢气储运的相关标准、国内主要机构及企业等信息。

本书是在国际国内氢能市场化起步大背景下编撰的一本重要的专著,将为新能源领域投资者、氢能领域企业家和工程技术人员、新能源专业教师及本科、硕博士研究生提供全面而深入的氢的储存和输运方面的知识,为我国氢能全面市场化提供理论和技术支撑。

本书共11章,第1章主要介绍氢经济的概念、氢的物理化学性质和氢能的关键技术及氢气输运的发展趋势。第2章主要介绍氢气高压储存原理、关键技术及应用前景。第3章主要介绍氢气液化储存原理、关键技术及应用领域。第4章主要介绍几种材料的物理吸附储氢原理及应用前景。第5章主要介绍几种典型的金属氢化物储氢材料及应用前景。第6章主要介绍几种典型的复杂氢化物储氢材料及发展趋势。第7章主要介绍几种直接水解制氢的储氢与产氢一体化技术及应用前景。第8章主要介绍氢气车船运输的方法及关键技术。第9章主要介绍氢气管网输送的方法和关键技术。第10章主要介绍氢气储运的测评方法。第11章主要介绍氢能的一些典型应用案例。附录包含了氢气和氢化物物化参数、部分储氢材料的主要吸放氢性能、氢气储运相关标准、主要机构和企业清单。本书第1~3章,第7~11章由四川大学吴朝玲副教授编写,第4、5章由燕山大学李媛副教授编写,第6章由安徽工业大学李永涛教授、滨州学院高志杰副教授、河南工业大学王涵讲师和日本九州大学李海文副教授联合编写,最后由吴朝玲副教授统稿。

在此感谢国家重点研发计划(2018YFB1502101)对本书出版的资助。在本书编撰过程中四川大学陈云贵教授给出了宝贵的意见和建议。感谢化学工业出版社袁海燕编辑的热忱帮助。

在本书的编撰过程中,编者尽量收集国内外相关的文献资料,力求准确有效,即便如此,由于编者水平有限,书中难免有不妥之处,敬请谅解并批评斧正。

吴朝玲

2020年3月