重型车辆金属氢化物储氢罐设计评估

摘要整理

本项目旨在评估基于材料的储氢解决方案，作为7级或8级牵引车燃料电池电动车（FCEV）中高压氢气或液氢的替代方案。项目重点关注低密度主族氢化物，这是一类公认的储氢材料。虽然先前研究已考虑将金属酰胺作为轻型车辆的储氢材料，但尚未应用于重型车辆。本项目为重型车辆（HDV）此类储氢系统的进一步开发奠定了基础。对包含储罐和相关辅助系统（管道、冷却管、燃烧器）的重型车辆储氢系统进行了系统分析，以确定可用储氢容量。预测由金属氢化物与高导热碳混合组成的复合储氢材料的体积储氢容量可与700 bar压缩氢气相当或超过。该材料的质量储氢容量也预计具有竞争力，特别是在排除昂贵的碳纤维增强复合材料（CFRP）III型或IV型储罐的情况下。储氢系统设计参数和材料性能作为输入被用于第二个模型，该模型在重型车辆驾驶循环中模拟燃料电池与储氢系统的联合运行。结果表明可产生足够的氢气压力以驱动8级重型车辆，续航里程约480英里。这些结果对南加州空气质量管理区等高影响地区特别相关，经济型车用储氢系统对货运能力的影响最小，可加速重型燃料电池电动车的采用。该项目产生的知识还可用于开发固定应用（如微电网和数据中心备用电源）的材料基储氢系统。

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