在发射台燃料供应系统中,低温流体通常储存在绝缘罐或罐式拖车中,并通过一系列称为 VJP 的低温分配管道系统输送到运载火箭。这些系统旨在隔离和保持液体的低温,以防止在加油过程中蒸发。Acme Cryogenics 设计、制造和安装整个真空夹套管道系统,以最安全、最有效的方式输送低温液体作为火箭燃料。
将氢(H 2)存储为能量载体,需要开发用于提高传统储存溶液的效率和安全性,例如压缩气体(350-700 bar)和低温液体(20-30 K)。[1]固态氢存储是开发的一种替代方法,可以通过金属 - 水流中的化学键或通过物理吸附(物理吸附)到达多孔材料表面的物理吸附(物理吸附),以达到涉及较低储存压力的技术储存密度。[2]在固态方法中,物理吸附显示了更快的动力学,用于充电和放电和完全可逆性。[3,4]使用吸附剂进行氢存储需要低温温度(冷冻吸附),通常在液氮的沸点周围,即77 K,以实现与高压或液态氢罐可比的实用重量和大量能力。[5–11]
Creare正在帮助NASA开发用于用低温推进剂加油的设备和方法,而在深空中无重力进行操作。未来的NASA任务场景包括雄心勃勃的计划,例如深入太阳系的旅行以及将大量有效载荷带到月球和火星上。这些任务中的许多将需要在轨道上用低温液体推进剂加油的能力。但是,在空间中加油的推进剂可能很困难,尤其是在处理高液体流速和宽度液体时,尤其是因为最大程度地减少供应罐中剩余的推进剂很重要。使用低温推进剂从未证明加油过程,这些推进剂不利于液体,并且容易沸腾。为了应对这些挑战,我们与NASA Glenn Research Center合作开发了混合液体采集设备(Hybrid LAD)。
将氢(H 2)存储为能量载体,需要开发用于提高传统储存溶液的效率和安全性,例如压缩气体(350-700 bar)和低温液体(20-30 K)。[1]固态氢存储是开发的一种替代方法,可以通过金属 - 水流中的化学键或通过物理吸附(物理吸附)到达多孔材料表面的物理吸附(物理吸附),以达到涉及较低储存压力的技术储存密度。[2]在固态方法中,物理吸附显示了更快的动力学,用于充电和放电和完全可逆性。[3,4]使用吸附剂进行氢存储需要低温温度(冷冻吸附),通常在液氮的沸点周围,即77 K,以实现与高压或液态氢罐可比的实用重量和大量能力。[5–11]
的低温液体暗示在超低温度下工作的物质,由于其新颖的特性,在不同的应用中采用了紧迫的部分。这些液体,例如氧,氮,氩气和氦气,在-150°C下的温度下以流体状态收拾并运输。他们的基本品质包括低温,高厚度,阶段变化时快速扩展,高级无效,超导性,液化能力和温暖的保护必需品。处理低温液体的优点是不同的,包括能量储存,有机示例保护,超导性应用,准确性冷却,临床目的,创新的工作,空间调查费用以及诸如凝聚的气态储气剂创造和金属精炼等现代周期。富有成果的政府包括谨慎的设计,遵守安全和安全的惯例以及对生产力提高和自然沉思的持续检查。
如今,氢气已在美国工业环境中使用,因此运输和储存氢气所需的技术和知识已经存在。为了有效地运输或储存氢气,必须对气体进行大幅压缩以增加其能量密度,将其冷却成低温液体,或将其与另一种化学载体(例如吸附材料、液态烃、化学氢化物或金属氢化物)结合。压缩氢气通过卡车在管道拖车中或通过管道运输,类似于天然气的运输。液态氢通过超绝缘液体油罐车运输。当管道不可用时,油罐车通常用于将液态氢运输更长的距离,因为它们可以比气体管道拖车承载更大的容量。管道本身充当某种储存容器。与氢气的运输一样,其储存设施必须能够将低温或压缩氢气储存在绝缘液体罐(杜瓦瓶)或气体储存罐等容器中。对于长期储存,需要类似于天然气储存的地质散装地下储存洞穴。
OPW Clean Energy Solutions 成立于 2021 年 12 月,当时 OPW 收购了 ACME Cryogenics 和 RegO Products,2024 年 7 月,随着 Demaco、Marshall Excelsior Company (MEC) 和 SPS Cryogenics,投资组合扩大到五家公司。ACME 是任务关键型低温产品和服务的领先提供商,这些产品和服务促进了低温液体和气体的生产、储存和分销。RegO 是面向低温和液化气终端市场的高度工程化流量控制解决方案的领先提供商。Demaco 是一家专门为低温行业设计的真空绝缘解决方案的设计者、开发者、建造者、测试者和安装者。MEC 是用于处理压缩和液化气体的严苛服务流量控制解决方案的领先开发商。SPS Cryogenics 是用于低温应用的管道系统和辅助设备的开发商。他们共同将 OPW 带入传统燃料解决方案之外,并帮助确定替代能源市场的未来发展方向。有关 OPW 清洁能源解决方案的更多信息,请访问 www.opwces.com。
从天然气进行供暖和工业运营到可再生能源的过渡途径不太清楚,并且根据替代方案的技术和经济可行性,各个国家 /地区都会有所不同。未来的选择将需要仔细平衡安全,环境影响,公平和成本。由可再生能源制成的氢(绿色氢)可以在当今使用气体的许多用途中代替气体。在短期内,在世界的某些地区,对于某些用途,氢气可能通过将其与天然气融合来分阶段。在其他地方,可以在轨道,船舶或驳船15中的试管中运输(作为压缩气体或低温液体),而不是通过管道氢运输,或者可以在工业过程和长途运输中在现场生产和使用。为了进行这种转变,安全,维护良好的气体基础设施应促进化石气体的全面淘汰,这与本政策中概述的1.5°C途径一致;但是,对于新的天然气提取项目来说,这不应该是借口。随着时间的流逝,基础设施将需要升级,更换或扩展,以便安全处理大量的氢。WWF应有助于指导和加速从化石气体依赖性的过渡,并避免投资于新的天然气基础设施的未来滞留资产。
摘要:我们目前正在见证氢 (H 2 ) 经济的曙光,H 2 很快将成为供暖、运输以及长距离和长期储能的主要燃料。在众多可能性中,H 2 可以作为加压气体、低温液体或通过吸附到多孔材料上的固体燃料储存。金属有机骨架 (MOF) 已成为在体积和重量基础上具有最高理论 H 2 储存密度的吸附材料。然而,将 H 2 用作运输燃料的一个关键瓶颈是缺乏能够将 MOF 塑造成实用配方同时保持其吸附性能的致密化方法。在本文中,我们报告了对 MOF 数据库进行高通量筛选和深入分析以找到最佳材料,然后合成、表征和评估用于 H 2 储存的最佳单片 MOF(mono MOF)。致密化后,当部署在温度-压力组合(25-50 bar/77 K → 5 bar/160 K)波动气体输送系统中时,这种单分子 MOF 在 50 bar 和 77 K 下储存 46 g L − 1 H 2 ,在 25 和 50 bar 的工作压力下分别输送 41 和 42 g L − 1 H 2 。与基准材料相比,这种性能意味着输送 H 2 气体的工作压力要求降低了 80%,与压缩 H 2 气体相比降低了 83%。我们的研究结果代表着高密度材料在体积 H 2 存储应用中迈出了实质性的一步。■ 简介