WSU赢得移动加氢站设计大赛

据http://fuelcellsworks.com/报道： WSU（华盛顿州立大学）以其设计的移动式加氢站赢得了氢能教育基金会组织的2014氢能设计大赛。氢燃料电池车具有零排放且燃料利用率高的优点，但为其提供燃料的氢基础设施建设缓慢。以美国为例，目前在美国仅有12座加氢站对公众开放且主要集中在南加州地区。这严重阻碍了燃料电池汽车的推广速度。WSU设计的用于燃料电池汽车氢气加注的加氢站采用液氢存储的方式，最大限度的降低了存储氢气所需空间，同时降低了运营成本。加氢车通过自增压过程在保证储氢容器体积不变的情况下，加热气体使其压力升高，从而实现将低温液氢转化为高压气态氢气，此过程所需部件较少且无运动件，减少了氢气泄露的风险。自增压技术的另一个优势在于其加热氢气所需的热量可通过外界环境直接获得，此方法不需要大型的氢气压缩机，从而进一步降低了使用成本，但由于是利用环境温度加热氢气，因此其加注时间较固定式加氢站的加注时间略长。压缩机将存储由液氢气化产生的氢气及中压缸中剩余的低温气体。中压缸中的气体将首先用于对储氢瓶进行氢气加注，此项过程一般可将氢瓶加注至充满状态的70%，剩余的30%将有高压气缸进行加注。现有固定式加氢站一般采用气态氢气存储的方式。为实现高压氢气的加注10000psi，一般需要将氢气预冷至某一温度（-40℃），需要功率较高的冷却设备，因而增加了加氢站的设备及运营成本。WSU设计的移动加氢车设置了两个气缸（一个高压缸一个低压缸），通过两个气缸之间的热交换可实现液态氢气的气化过程及高温氢气的预冷工程。上述两个过程不需要消耗额外的热量因而具有较高的能量转化效率。此类移动加氢站的设备成本总计约为423000美元，相当于一个固定式加氢站的25%-40%，而其提供的氢气加注成本可与现有汽油价格相当。一项运营成本分析表明，该设计能为燃料电池汽车提供氢气加注的成本约为9.62美元/kg，对于一辆储氢量为5kg的燃料电池汽车（续驶里程大约为300英里），其加氢成本仅为48美元。移动加氢车集成在一个尺寸为40英尺的集装箱中，可通过卡车或半挂车进行托运，最大限度的增加了其移动性。根据实际使用情况可每周进行一到两次的氢气补给，这也与传统加油站的补给频率相当。该移动加氢车还配备了具有很好的交互性的控制界面，帮助操作人员进行氢气加注，其远程控制端可以实现工作人员或安检人员对其进行远程操作及安全监测。同时移动加氢车还配备有一系列安全措施，保证移动加氢站能够安全稳定的运行。燃料补给设施的完善程度是影响燃料电池汽车发展的直接因素，只有加快燃料补给设施的普及程度，才能为公众树立稳定的形象，避免因担心买到燃料电池车后无处加氢的尴尬。