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液态有机储氢载体储运罐材料选择:金属、聚合物和复合材料的轻量化及生命周期评估对比研究

Material Selection of Tanks for Storage and Transport of Liquid Organic Hydrogen Carriers: A Lightweight and Lifecycle Assessment Comparative Study of Metal, Polymer, and Composite Alternatives

Vinícius Carrillo Beber, Gideon Abels, Olaf Hesebeck · Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials
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期刊 / 来源Energy Technology
卷/期/页13 / 1
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关键词:液态有机储氢载体玻纤增强复合材料储运罐轻量化设计生命周期评估材料选择化学耐蚀性碳排放

摘要整理

液态有机储氢载体(LOHCs)是实现工业生产脱碳的关键技术。本研究对LOHC储运罐的材料选择进行了对比分析,涵盖三类材料:金属(钢)、聚合物(热塑性塑料)和复合材料(玻纤增强塑料,GFRP)。基于苯基甲苯LOHC的运输工况和环境条件要求,按现行标准对两种规格储罐(150 m³和700 m³)进行了设计。研究表明,满足要求的热塑性储罐质量明显高于钢罐,而玻纤增强塑料(GFRP)储罐质量最低。针对GFRP储罐的优化建议包括:(1)采用具有优异化学耐蚀性的树脂优于热塑性衬里方案;(2)平底+弧形顶盖的结构几何形状有利于轻量化;(3)织造布比短切毡能实现更轻的储罐。生命周期评估结果表明,对于移动式储罐,GFRP因燃油消耗量降低而具有最小的CO₂排放;对于固定式储罐,钢材更具优势。通过推进复合材料的循环利用和生物基原料应用,可进一步改善GFRP在LOHC应用中的生态平衡性能。

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