浙江大学,巨化集团公司工程有限公司,沈阳斯林达安科新技术有限公司

郑津洋，王新华，刘鹏飞，赵永志，叶晓茹，姜将，魏春华，张立芳，徐平，杨健，陈立新，吴庆锋，刘延雷，刘贤信，别海燕，叶建军

成果简介：

       氢能具有燃烧产物洁净、转化效率高、可再生等优点，是新世纪重要的清洁能源。经济、高效、安全的储氢技术是国内外公认的制约氢能规模应用的瓶颈。在众多储氢方式中，高压气态储氢具有设备结构简单、压缩能耗少、充放速率快等优点，是极具商业应用前景的储氢方式。综合考虑压缩能耗、续驶里程、基础设施建设投资等因素，世界各国均将70MPa高压气态储氢列为发展目标和研究重点。

       本项目针对钢制无缝压缩氢气储罐压力低容积小、氢气快充温升危害无有效预测和控制方法、我国轻质高压储氢瓶依赖进口的现状，面向加氢站和氢能汽车建设的国家重大需求，突破了70MPa高压气态储氢系统氢气压缩、储存和安全的若干关键技术，取得如下成果：

       创新点1  安全状态远程在线监控的大容量高压储氢技术：将钢带错绕筒体技术与双层等厚度半球形封头和加强箍等结构相结合，创新性地提出具有制造经济简便、使用安全可靠等优点的全多层高压容器结构；建立了全多层高压容器优化设计方法；攻克了不锈钢衬里内筒封闭焊缝焊接等制造关键技术；负责制订了我国首部高压气态储氢国家标准（报批稿）；成功研制拥有自主知识产权的国际首台高于70MPa的全多层高压储氢容器，实现了安全状态远程在线监控，突破了高压氢气的经济、安全、规模储存的难题。

       创新点2  纤维全缠绕轻质高压储氢气瓶设计制造及安全使用技术：建立了纤维全缠绕高压储氢气瓶结构－材料－工艺一体化的遗传优化设计方法,解决了超薄（0.5mm）铝内胆成型、高抗疲劳性能的缠绕线形匹配等关键技术，实现了高压储氢气瓶的轻量化设计制造，研制成功性能优良的轻质高压储氢气瓶。构建了我国首套70MPa纤维全缠绕高压储氢气瓶安全性能测试系统；开发了高预测精度的车载高压储氢气瓶快充温升仿真系统，给出了实用可靠的温升控制方法。

       创新点3  高压超纯氢静态化学氢压缩技术：研发了在150℃下释氢平台压力达80MPa的储氢合金，解决了高压下储氢合金粉末堆积预防和传热优化、氢容量匹配等关键技术，形成了高压超纯氢静态化学氢压缩技术，成功研制出国际首台70MPa静态化学氢压缩机，该压缩机还具有显著提高氢气纯度的功能。

       本项目获授权国家发明专利3项、主持起草国家标准3项、发表学术论文140篇（其中SCI和EI分别收录38篇和77篇），研制的产品已成功应用于2010年上海世博会氢燃料电池轿车、我国首座商业运行制氢加氢站和美国底特律加氢站，巨化集团公司工程有限公司、沈阳斯林达安科新技术有限公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司等单位已在应用本项目研究成果中取得经济效益 5659.93万元。

       研究成果打破了美国等国家对高压气态储氢技术的垄断，加快了氢能的实用化进程，提升了我国高压容器的设计制造能力，使我国高压气态储氢技术部分达到国际领先、整体达到国际先进水平，在氢能、航空航天、国防和流程工业等领域具有广阔的应用前景。