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聊一下氢安全

2025-06-26

氢储存与运输安全

氢储存安全是氢能应用的关键瓶颈之一 。研究热点主要集中在储氢材料、系统安全和风险评估等方面  。常见的储氢技术包括物理吸附材料基储存  。物理储存方式包括压缩气体低温压缩/液氢 。材料基储存则涉及液体有机物、填隙式氢化物、吸附剂、复杂氢化物和化学储氢  

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图2 物理基与材料基氢储存方案
例如,铝氢化物(AlH3)作为一种潜在的高容量储氢材料,因其在相对较低温度下快速分解释放氢气的特性而受到关注;
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图3 基于铝氢化合物的产氢系统示意图
吸附剂材料如Maxsorb-III、HKUST-1和UiO-66(Zr) MOFs的储氢性能也正在研究中 
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图4 氢气在吸附剂上的存储
地下储氢(UHS)被认为是解决大规模储氢挑战的有前景的方法,尤其是在盐穴、枯竭油气藏和含水层等合适的地质结构中 。然而,地下储氢面临诸多挑战,如低密度和高反应性带来的安全问题,以及地质、水力机械和生物化学特性理解不足等
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图5 地下储氢过程

氢运输安全同样关键 。目前,氢气主要通过压缩储罐、低温容器运输,或通过管道输送  。电化学压缩技术作为一种非机械压缩方式,为高压氢气运输提供了新的可能性 

氢泄漏检测与安全标准

有效的氢泄漏检测系统对于氢气的安全处理、储存和运输至关重要 。鉴于氢气的易燃性和高爆轰潜力,及时准确地检测泄漏可以有效预防事故发生 
 

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图6 氢泄露事件图

氢安全标准的制定是氢工业发展的基础 。国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和各国标准化组织(如中国的SAC)都发布了氢安全相关标准,涵盖生产、储存、运输和应用等多个环节 。例如,ISO标准主要侧重于通用安全标准和氢生产安全标准,而IEC标准则主要关注燃料电池和燃料电池应用的安全标准  。加拿大的氢安全项目(CHSP)也致力于制定和完善相关规范和标准 。这些标准的建立有助于确保氢能技术的安全部署和推广  

未来方向

未来的氢安全研究需要继续深化风险评估方法,特别是对于新型储氢材料和复杂系统 。加强泄漏检测技术的研发和部署,提高检测灵敏度和响应速度  。完善和统一全球范围内的氢安全标准,促进氢能技术的国际合作和贸易 。同时,需要进一步研究氢与材料的相互作用,特别是氢脆现象,以确保设备和基础设施的长期安全性。最后,提高公众对氢安全的认知和接受度,对于氢经济的顺利发展至关重要 。例如,一项关于中国氢燃料电池汽车社会媒体情绪的研究表明,安全是公众关注的重要话题之一