燃料电池车储氢罐总成和供氢管路装配作业要求2018
燃料电池车储氢罐总成和供氢管路装配作业要求
一、储氢罐和供氢管路装配作业人员要求
1）储氢罐和供氢管路装配作业人员应接受氢燃料电池电动汽车相关专业和安全知识的培训，考核合格并取得相应岗位的操作资质。
2）储氢罐和供氢管路装配作业人员应通过压力容器权威机构的培训并取得压力容器的操作资格证书。
二、储氢罐总成和供氢管路装配操作要求
1）搬运过程应尽可能保持平稳，避免剧烈震动造成内部零件松动、脱落或损坏。
2）系统部件的保护装置（如木框、泡沫、纸皮等）应待转运至安装现场再进行拆除，防止转运过程出现碰撞、浸水等意外伤害。
3）储氢罐总成吊装时严禁吊具刮碰瓶体、各种阀体、管路等。
2）储氢罐总成吊装时严禁使用金属裸露吊带，避免划伤器件。
3）吊装过程保持平稳，严禁大幅度地点动吊具。
4）严禁装配过程中在氢系统周围进行焊接、火焰切割等操作。
5）储氢罐总成安装时应在紧固件处涂抹高强度螺纹胶，紧固件要求：螺栓M14强度等级10级以上，扭紧力矩150N.m，螺栓M12强度等级10级以上，扭紧力矩110N.m。
6）总成或管路上暂时未安装连接的裸露卡套外接口需要安装管帽，防止易物进入管路。
9）储氢罐总成和管路安装空间合理，不应受到周围其他零部件产生的危害其安全性、稳定性的干涉，安全距离不小于100mm。
10)各功能总成安装时要防止可能发生的损坏，如移动车辆元件发生的损坏、
撞击、摩擦。
11）氢气排放口，通风管路、通风口应受到保护，防止危险移动和干涉。
12）供氢管路要固定牢靠，固定点每隔不大于500mm一个，如模块无法固定在同一个结构体上应确保两个不同的结构体之间的相对位移合理，必要时将
氢气供给模块与燃料电池用软管连接。
13）供氢管路接头在安装前应在螺纹处涂螺纹胶，接头紧固牢靠，经扭力扳手校验后做点漆标记。
14）供氢管路接头应使用铜扳手固定连接。
15）储氢罐总成和供氢管路安装完成后应做气密性检查，确保管路接头处无泄漏发生。
燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求
燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求 1范围 本标准规定了燃料电池电动汽车的车载氢系统的振动试验方法。 本标准适用于工作压力不超过35MPa的、包含单个或多个压缩氢气储存瓶组的车载供氢系统。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 29126-2012 燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法 GB/T 26990-2011 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件 GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分安全性要求与测试方法GB/T 4857.10-1992包装运输包装件正弦变频振动试验方法 GB/T 4857.23-2012 包装运输包装件基本试验第23部分：随机振动试验方法 GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装。 3定义和术语 3.1 车载供氢系统on-board hydrogen supply system 车载供氢系统是指，在氢燃料电池汽车中，稳定地向燃料电池供应氢气的设备。从氢气加注口至燃料电池氢气进口，与氢气加注、储存、供给和控制有关的装置。包括加注口、单向阀、储氢容器、主关断阀、压力调节器、压力释放器、管路等。 3.2 正弦扫频试验sinusoidal vibration test 正弦扫频试验是指，在规定的环境条件下，按照预定的方向和固定方式，将试验样品放置在振动试验机上，在预定的时间内按照规定的加速度值在一定频率之间来回扫描。主要用于评定试验样品在正弦扫频振动或者共振情况下的结构强度，可以作为单独的试验，也可以作为系列试验的组成部分。
储氢材料的储氢原理与研究现状
储氢材料的储氢原理与研究现状 氢能，即氢气中所含有的能量。具有环境友好、资源丰富、热值高、燃烧性能好、潜在经济效益高等特点[2]。目前，能源危机和环境危机日益严重。许多国家都在加紧部署、实施氢能战略，如美国针对运输机械的“Freedom CAR”计划和针对规模制氢的“Future Gen”计划，日本的“New Sunshine”计划及“We-NET”系统，欧洲的“Framework”计划中关于氢能科技的投人也呈现指数上升趋势[3]。但是，氢能的使用至今未能商业化，主要的制约因素就是存储问题难以解决。因此，氢能的利用和研究成为是当今科学研究的热点之一。而寻找性能优越、安全性高、价格低廉、环保的储氢材料则成为氢能研究的关键。 目前，氢可以以高压气态液态、金属氢化物、有机氢化物和物理化学吸附等形式储存。高压气态液态[4]储氢发展的历史 较早，是比较传统而成熟的方法，无需任何材料做载体，只需耐压或绝热的容器就行，但是储氢效率很低，加压到15MPa时质量储氢密度不超过3 %。而且存在很大的安全隐患，成本也很高。 金属氢化物[5-7]储氢开始于1967年，Reilly等报道Mg2Cu能大量储存氢气，接着1970年菲利浦公司报道LaNi5在室温下能可逆吸储与释放氢气，到1984年Willims制出镍氢化物电池，掀起稀土基储氢材料的开发热潮[8-9]。金属氢化物储氢的原理是氢原子进入金属价键结构形成氢化物。有稀土镧镍、钛铁合金、镁系合金、钒、铌、锆等多元素系合金。具体有NaH-Al-Ti、 Li3N-LiNH2、MgB2-LiH、MgH2-Cr2O3及Ni(Cu,Rh)-Cr-FeO x等物质，
我国储氢技术发展
促进我国储氢技术发展的必要 氢气是一种易燃、易爆、易泄漏的危险化学介质。日益加重的能源危机和环境污染问题迫切要求人们开发新能源。氢能以其燃烧产物洁净、燃烧效率高、可再生等优点被认为是新世纪的重要二次能源。随着氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化，氢源技术及氢能基础设施的研究和建设已引起发达国家的高度关注 发展氢燃料电池汽车的确需要高效储氢技术,因为这是方便使用氢能源的必须. 传统储氢方法有两种，一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，而且还有爆炸的危险；另一种方法是储存液态氢，但液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热。近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金（金属氢化物）来储存氢气。 研究证明，在一定的温度和压力条件下，一些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。 储氢合金还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。此外它还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999％的超纯氢。 储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。目前中国已研制成功了一种氢能汽车，它使用储氢材料90千克，可行驶40千米，时速超过50千米。今后，不但汽车会采用燃料电池，飞机、舰艇、宇宙飞船等运载工具也将使用燃料电池，作为其主要或辅助能源。 现在最常用的储氢手段 高压储氢是最常用和最直接的储氢方式。高压储氢可在常温下使用，通过阀门的调节就可以直接将氢气释放出来［"］，具有储氢罐结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、充装速度快等优点，已成为现阶段氢能储运的主要方式 高压储氢缺点 高压氢气储罐不但有可能发生因强度不足（特别是高强钢脆化）引起的物理爆炸，而且有可能发生因氢气泄漏而引发的火灾、爆炸事故，且其风险程度随罐体容积增大、压力升高而加大。因此，如何降低高压储氢的风险程度，是加氢站建设十分关注的一个问题。 高压下运行的高压储氢罐，一旦发生破坏，罐内巨大的能量在瞬间释放，会产生冲击波、容器碎片猛然飞出和易燃、易爆氢气喷漏。冲击波的超压可以将建筑物破坏，也会直接危害在它所波及范围内的人身安全，冲击波后面的高速气流夹杂着碎片往往加重对人员的伤害。具
氢燃料电池原理
氢燃料电池原理 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
氢燃料电池的工作原理 燃料电池本质是水电解的“逆”装置，主要由3 部分组成，即阳极、阴极、电解质，如图 1[3]。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。 以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例，其工作原理如下： (1) 氢气通过管道或导气板到达阳极； (2) 在阳极催化剂的作用下，1 个氢分子解离为 2 个氢质子，并释放出 2 个电子，阳极反应为： H2→2H++2e。 (3) 在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2O2+2H++2e→H2O 总的化学反应为：H2+1/2O2＝H2O 电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。
3 PEMFC 的特点及研发应用现状 燃料电池种类较多，PEMFC 以其工作温度低、启动快、能量密度高、寿命长等优点特别适宜作为便携式电源、机动车电源和中、小型发电系统。 PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外，还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件，以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括：燃料及氧化剂贮存及其循环单元，电池湿度、温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元。图 2 是一个典型的PEMFC 发电系统示意图[4]。 (1) PEMFC 作为移动式电源的应用 PEMFC 作为移动式电源的应用领域分为两大类：一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，PEMFC 是技术最成熟的电动车动力电源。
GBT 24548-2009燃料电池电动汽车术语分析
GBT 24548-2009燃料电池电动汽车术语 1范围 本标准规定了与燃料电池电动汽车相关的术语及其定义。 本标准适用于使用气态氢的燃料电池电动汽车整车及部件。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 19596电动汽车术语 GB/T 20042.1质子交换膜燃料电池术语 3术语和定义 GB/T 19596和GB/T 20042.1中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1通用术语 3.1.1 燃料电池fuel cell 将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置。 3.1.2 燃料电池电动汽车fuel cell electdc vehicle；FCEV 以燃料电池系统作为动力源或主动力源的汽车。 3.1.3 冷启动cold start 在充分的浸车之后，在标准环境温度进行启动。 注：对于一个测试程序，一般推荐浸车时间应该是在12h到36 h之间，浸车期间车辆不应该启动，且应保持在规定的温度范围内。 3.1.4 热启动hot start 关机后启动，此时燃料电池系统的温度还在其正常工作温度范围内。 3.1.5 启动时间start-up time 在启动程序初始化后，燃料电池系统达到规定输出功率的时间。 注：包括热启动时间和冷启动时间。 3.1.6 运行压力operating pressure 系统在工作时的压力。 3.1.7 减压depressurize 将高压压力容器或管路中的压力降低至工作所需压力的过程。 3.1.8 燃料放空defuel
储氢罐研究报告
储氢罐研究报告 储氢罐是一种氢气储存的容器。现有氢气的储运容器技术包括高压储氢、液氢储存、金属氢化物储氢、低温吸附储氢、纳米碳管高压吸附储氢以及液体有机氢化物储氢。各种储氢技术相应的储氢罐也有所区别。 高压气态储氢是目前较为广泛使用的一种氢气储存方式，使用传统不锈钢和铝合金等金属材料制成的压力容器作为储氢罐，其设计制造技术成熟、成本低、灌装速度快、能耗也较低，但是单位质量储氢密度较小，一般只用于大型无缝钢制储罐存储，无需任何材料做载体，只需耐压或绝热的容器就行，但是储氢效率较低。液态储氢对储氢容器的绝热要求很高，目前民用领域应用很少，多用于火箭燃料等领域。 目前，氢气已经开始应用到汽车燃料电池等领域。加氢站、移动式储氢罐等对储存容器的储氢密度提出了很高的要求，常规钢制压力容器已经不能满足技术要求。各类轻质高压储氢容器开始出现。轻质高压储氢容器技术是伴随着复合材料压力容器技术发展的新兴技术。高性能的复合材料具有高比强度、高比模量的优点，可以在保证容器承压能力的前提下，大幅度降低容器的质量圈。材质有碳纤维复合材料、轻质铝内胆纤维全缠绕等。 另外，目前大量的储氢研究是基于物理化学吸附的储氢方法。物理吸附是基于吸附剂的表面力场作用，根源于气体分子和固体表面原子电荷分布的共振波动，维系吸附的作用力是范德华力。吸附储氢的材料有碳质材料、金属有机骨架(MOFs)材料和沸石咪唑酯骨架结构(ZIFs)材料、微孔/介孔沸石分子筛等矿物储氢材料。这类基于吸附储氢模式的储氢罐由储氢材料,容器,导热机构,导气机构和阀门五部分组成。储氢罐的储氢材料经过几次活化处理后就可以用来正常地储存氢气。这种储氢罐既可以用来收集储存氢气,也可以为需要氢气的装置提供氢气。但从技术方面看，目前，各种储氢材料若兼顾安全、成本、容量考虑，还没有一种能达到国际能源协会或美国2010年的目标，尤其是在成本较高，各国普遍处于研发或小批量应用阶段。在我国，因稀土资源较为丰富，以稀土为原料制成储氢合金，用于新型的储氢罐实现固态储氢。国内已有部分公司开始生产这类新型储氢罐。 第二节影响我国储氢罐产业的宏观环境分析 一、宏观经济发展对储氢罐产业的影响 2012年，中国宏观经济保持发展，稳中求进。2012年，我国全年国内生产总值519322亿元，按可比价格计算，比2011年增长7.8%。全年居民消费价格比上年上涨2.6%，涨幅
氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用
氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用 一、通信备用电源系统简介 通信基站一般用市电供电，为保证基站正常工作，需要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机，在断电时，备用电源系统为基站中的负载供电，保证设备的正常运行。 铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低，其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。 当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时，移动油机成为现实可用的备用电源，但移动油机后勤保障复杂，需有人值守，有噪声污染及废气污染。鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点，加之能源危机和人们环保意识的提高，寻求新的备用电源的呼声越来越高，氢燃料电池是最理想的替代者之一。 二、氢燃料电池的原理 氢燃料电池是一种高效电化学能量转换器，把氢气（燃料）和氧气（来自空气）中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入，燃料电池就能源源不断地产生电能，因此，燃料电池兼具电池和油机的特点。 燃料在燃料电池的阳极被氧化，生成质子和电子；质子通过电解质迁移到阴极，电子通过外电路迁移到阴极为外界负载提供电能；迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料电池的主要优点包括：高效率（不受“卡诺循环”的限制）、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可连续不断地发电。 三、氢燃料电池与现有备用电源的比较 1、与铅酸电池的比较 和铅酸电池相比，燃料电池的主要优点包括：
?适应环境温度范围宽广，基站温度可设定在32℃或更高，这样每年可节约 大量空调电费。 ?只要保证氢气的供应就可持续供电，在发生大的自然灾害时可以保持长时间 的通信畅通，为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。 ?按设定电压稳定输出电能，而不像铅酸电池在剩余电量达到最低值前，放电 电压衰减很快且难以预测。 ?重量轻，不需特殊的承重处理。 ?占地面积小，安置位置灵活，既可安置在室外也可安置在室内。 ?寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储 存寿命10年，而铅酸电池几年就要更换。 ?安全性高，燃料电池系统中有多种传感器，系统可自动采取应对措施，如： 当氢气泄漏时，燃料电池控制系统会自动关闭气源，避免泄漏持续；可远程监控，及时发现问题。世界上还没有燃料电池发生氢气燃爆事故。 2、与移动油机的比较 与移动油机比较，氢燃料电池最大优点是： 自动控制，可实现无人值守，通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量，实现远程管理。 低噪音、无废气排放。燃料电池系统机械运动部件较少，所以系统比较安静，其排放物为水，对环境友好。 四、通信备用氢燃料电池系统的应用 1、系统的接入 燃料电池系统可以布置于室内和室外，但作为通信备用电源系统，根据现有通信机房的相关管理规范，燃料电池备用电源系统只能布置于室外。 燃料电池系统的功率输出线只需和整流器中的直流母线连接即可，另外，由于配置启动电池（小容量），需提供一路市电给启动电池充电。燃料电池系统支持手动启动、自动启动和远程启动三种方式。
《氢燃料电池安全指南》(2019版)燃料电池汽车操作、维护及基础设施
4燃料电池汽车操作、维护及基础设施 4.1用户指南及手册 燃料电池汽车整车制造商应 供用户手册，指明汽车特定的操作、燃料和安全特性。至少包括安全操作程序，包含操作环境，汽车上储存、使用的燃料、冷却剂等物质的注意事项。 4.1.1燃料电池车辆存放 （1）氢燃料电池车辆气罐中如已加注氢气的，必须停放于露天场地，确保场地、通道通风条件良好。燃料电池车辆在满足整车密闭空间测试要求后，可停放于室内场地，室内停车场在最高处布置氢气泄漏探测系统和联动排气系统。 （2）停车场地需确保通风条件良好，车辆之间的通道畅通，不得堆放其他杂物。停车场地应远离加油站、加气站、热源、潮湿、可燃设施/可燃物质堆放区域、有腐蚀性气体以及灰尘较大的地方。同时还应避免其他车辆或移动的物体对车辆造成撞击或挤压，防止意外事件的二次影响。 （3）专用停车场应排水、通风良好，场地极端积水高度不得高于车辆涉水高度。 （4）存放期间车辆加氢口必须盖上帽盖，防止雨水及灰尘的侵入，同时必须确保加氢口舱门处于锁闭状态。 （5）对于日常运营状态下的氢燃料电池车辆，不可避免的需要进入地下停车场或则其他相对环境封闭的通用性室内场所。建议车辆操作人员在进入这些场所之前关闭燃料电池系统，以纯电的模式驶入，待离开以上场所之后再重新打开燃料系统的混动模式。 4.1.2燃料电池汽车运营中的日常安全检查 （1）目测高压氢瓶表面是否有损伤。在管路供氢状态下使用肥皂水或检漏液检查氢系统的气密性，主要包括加注接口、加注口压力表、主电磁阀、减压阀、安全阀、放空阀及各接头等，同时检查连接管路的完好性。 （2）目测氢系统框架是否有裂缝、变形等异常现象。 4.1.3燃料电池车辆加氢安全注意事项 （1）燃料电池车用氢气必须符合国家标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》要求。 （2）车辆到达加氢车位后应关闭燃料电池系统、拉紧手刹，夜间应关闭车灯。 38/53
纳米储氢材料原理及示意图
Air-stable magnesium nanocomposites provide rapid and high-capacity hydrogen storage without using heavy-metal catalysts Ki-Joon Jeon 1?,Hoi Ri Moon 2??,Anne M.Ruminski 2,Bin Jiang 3,Christian Kisielowski 4,Rizia Bardhan 2and Jeffrey J.Urban 2* Hydrogen is a promising alternative energy carrier that can potentially facilitate the transition from fossil fuels to sources of clean energy because of its prominent advantages such as high energy density (142MJ kg ?1;ref.1),great variety of potential sources (for example water,biomass,organic matter),light weight,and low environmental impact (water is the sole combustion product).However,there remains a challenge to produce a material capable of simultaneously op-timizing two con?icting criteria—absorbing hydrogen strongly enough to form a stable thermodynamic state,but weakly enough to release it on-demand with a small temperature rise.Many materials under development,including metal–organic frameworks 2,nanoporous polymers 3,and other carbon-based materials 4,physisorb only a small amount of hydrogen (typ-ically 1–2wt%)at room temperature.Metal hydrides were traditionally thought to be unsuitable materials because of their high bond formation enthalpies (for example MgH 2has a H f ～75kJ mol ?1),thus requiring unacceptably high release temperatures 5resulting in low energy ef?ciency.However,recent theoretical calculations 6,7and metal-catalysed thin-?lm studies 8have shown that microstructuring of these materials can enhance the kinetics by decreasing diffusion path lengths for hydrogen and decreasing the required thickness of the poorly permeable hydride layer that forms during absorption.Here,we report the synthesis of an air-stable composite ma-terial that consists of metallic Mg nanocrystals (NCs)in a gas-barrier polymer matrix that enables both the storage of a high density of hydrogen (up to 6wt%of Mg,4wt%for the composite)and rapid kinetics (loading in <30min at 200?C).Moreover,nanostructuring of the Mg provides rapid storage kinetics without using expensive heavy-metal catalysts. There have been various efforts to synthesize nanosized magnesium,such as ball-milling 9,sonoelectrochemistry 10,gas-phase condensation 11and infiltration of nanoporous carbon with molten magnesium 12.However,these approaches remain limited by inhomogeneous size distributions and high reactivity toward oxygen.Our synthesis for air-stable alkaline earth metal NC/polymer composites consists of a one-pot reduction reaction of an organometallic Mg 2+precursor in the presence of a soluble organic polymer chosen for its hydrogen gas selectivity (Fig.1).The Mg NCs/PMMA nanocomposites were synthesized at room 1Environmental Energy T echnologies Division,Lawrence Berkeley National Laboratory,Berkeley,California 94720,USA,2The Molecular Foundry,Material Science Division,Lawrence Berkeley National Laboratory,Berkeley,California 94720,USA,3FEI Company,NE Dawson Creek Dr.,Hillsboro,Oregon,97124,USA,4National Center for Electron Microscopy and Helios SERC,Lawrence Berkeley National Laboratory,Berkeley,California 94720,USA.?These authors contributed equally to this work.?Present address:Interdisciplinary School of Green Energy,Ulsan National Institute of Science and T echnology (UNIST),Ulsan 689-798,Korea.*e-mail:jjurban@https://www.360docs.net/doc/5b6381384.html,. Mg 2+ + Li Lithium naphthalide Bis(cyclopentadienyl)- magnesium Mg/PMMA nanocomposites b a H 2 Mg nanoparticle Organic polymer with selective gas permeability PMMA THF H 2 H 2O O 2 Formation of MgH 2 Figure 1|Mg NCs in a gas-barrier polymer matrix.a ,Schematic of hydrogen storage composite material:high-capacity Mg NCs are encapsulated by a selectively gas-permeable polymer.b ,Synthetic approach to formation of Mg NCs/PMMA nanocomposites. temperature from a homogeneous tetrahydrofuran (THF)solution containing the following dissolved components:the organometallic precursor bis(cyclopentadienyl)magnesium (Cp 2Mg),the reduc-ing agent lithium naphthalide,and the gas-selective polymer poly(methyl methacrylate)(PMMA).Mg nanocrystals are then nucleated and grown in this solution by means of a burst-nucleation and growth mechanism 13in which lithium naphthalide reduces the organometallic precursor in the presence of a capping ligand (the soluble PMMA (M w =120,000)acts as a capping ligand for the Mg nanocrystals)14.Transmission electron microscopy (TEM)analysis of our reaction mixture before addition of reductant,immediately thereafter,and at later stages of the growth (Supplementary Fig.S1)further support this model.
氢冷设备和制氢储氢装置运行与维护规程范本
工作行为规范系列 氢冷设备和制氢储氢装置运行与维护规程 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-51171氢冷设备和制氢储氢装置运行与维 护规程 Operation and maintenance procedures for hydrogen cooling equipment and hydrogen storage and storage equipment 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 1氢冷发电机的冷却介质进行置换时，应按专门的置换规程进行。在置换过程中，须注意取样与化验工作的正确性，防止误判断。 2发电机氢冷系统和制氢设备中的氢气纯度和含氧量，在运行中必须按专用规程的要求进行分析化验。在制氢电解槽氢气出口管上应有带报警的氢中含氧量在线监测仪表。氢纯度和含氧量必须符合规定标准;发电机氢冷系统中氢气纯度按容积计应不低于96%，含氧量不应超过1.2%;制氢设备氢气系统中，气体含氢量不应低于99.5%，含氧量不应超过0.5%。如果达不到标准，应立即进行处理，直到合格为止。 3制氢电解槽和有关装置(如压力调整器等)必须定期进
行检修和维护，保持正常运行，以保证氢气的纯度符合规定。值班室内应设有带报警的压力调整器液位监测仪表。压力调整器发生故障时应停止电解槽运行。 4氢冷发电机的轴封必须严密，当机内充满氢气时，轴封油不准中断，油压应大于氢压，以防空气进入发电机外壳内或氢气充满汽轮机的油系统中而引起爆炸。油箱上的排烟风机，应保持经常运行。如排烟风机故障时，应采取措施使油箱内不积存氢气。定期检测氢冷发电机组油系统、主油箱、封闭母线外套的氢气体积含量，超过1%应停机查漏消缺。当内冷水箱的含氢量达到3%时报警，在120h内缺陷未能消除或含氢量升到20%时，应停机处理。 5为了防止因阀门不严密发生漏氢气或漏空气而引起爆炸，当发电机为氢气冷却运行时，空气、二氧化碳的管路必须隔断，并加严密的堵板。当发电机内置换为空气时，氢气的管路也应隔断，并加装严密的堵板。 6氢冷发电机的排氢管必须接至室外。排氢管的排氢能力应与汽轮机破坏真空停机的惰走时间相配合。 7制氢室内和其他装有氢气的设备附近，均必须严禁烟
《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》编制说明
燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法 编制说明 一、 任务来源 本标准修订项目由国家标准化管理委员会下达，项目编号20110009-T-339，项目名称《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》， 二、 制定目的和意义 发展氢燃料电池电动汽车有着深远意义。燃料电池电动汽车是以氢作为燃料的新型汽车，其排放只有水，是名副其实的零排放汽车。燃料电池电动汽车还具有工作效率高、低噪声、行驶平稳和不依赖石油等诸多优点，是未来汽车发展的方向。我国政府从汽车工业发展和节能减排的重大目标出发，对燃料电池电动汽车的发展予以大力支持。 车载氢系统是氢燃料电池电动汽车的关键部件，承担氢气的加注、储存、供给的重要任务，车载高压储氢系统也是燃料电池电动汽车的重要安全部件。制定车载氢系统标准，对于燃料电池电动汽车的研发、生产和产业化，能起到推动和保障作用。 “十一五”期间，我们完成了燃料电池电动汽车车载氢系统技术要求标准，本标准依据我国各类车载高压气体燃料，例如压缩天然气、液化石油气以及燃料电池电动汽车等相关标准，并充分借鉴国外相关行业的标准（或草案）、规范等，制定了车载氢系统技术条件。作为配套标准，燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法标准将为技术条件的标准执行提供试验方法，保证执行中的准确性。 三、 制定原则和主要参考文件 在标准的制定过程中，总的原则是： 立足国内燃料电池汽车的研发和示范运行基础，同时参考国外先进经验和国际标准或国际标准的阶段性草案； 科研机构、大学、企业共同参与标准的起草和讨论； 起草过程，充分考虑和现有标准的统一和协调。 GB/TXXXX的起草过程中，主要的参考文件有： GB/T 24548-2009 燃料电池电动汽车术语
储氢材料的分类及镍氢电池的机理
储氢材料分类 狭义上讲，储氢材料[8]是一种能与氢反应生成金属氢化物的物质；但是它与一般金属氢化物有明显的差异。即储氢材料必须具备高度的反应可逆性（可反复进行吸储氢和释放氢的可逆反应），而且，此可逆循环的次数（循环寿命）必须足够多，循环次数超过5000次。实际上，它必须是能够在适当的温度、压力下大量可逆的吸收和释放氢的材料。 对于理想的金属储氢材料应具备以下条件：1.在不太高的温度下，储氢量大，释放氢量也大；2.氢化物的生成热一般在-46 ~ -29 kJ/mol H2之间；3.原料来源广，价格便宜，容易制备；4.经多次吸、放氢，其性能不会衰减；5.有较平坦和较宽的平衡压力平台区，即大部分氢均可在一持续压力范围内放出；6.易活化，反应动力学性能好。 就目前发表的资料看，储氢材料尚无明确的、公认的分类方法，本文把它分为以下4类： (1) 金属（或合金）储氢材料 氢几乎可以同周期表中的各种元素反应，生成各种氢化物或氢化合物。但并不是所有金属氢化物都能做储氢材料，只有那些能在温和条件下大量可逆的吸收和释放氢的金属或合金氢化物才能做储氢材料用。例如：目前以开发的具有实用价值的金属型氢化物有稀土系AB5型；锆、钛系Laves相AB2型；钛系AB型；镁系A2B型；以及钒系固溶体型等几种。金属与氢反应的实验模型如图1-1所示。 图1-1 合金储氢材料与H2反应示意图 Fig.1-1 The reaction chart of metal with H2 (2) 非金属储氢材料 从目前的研究的情况分析，能够可逆的吸放氢的非金属材料[9,10]仅限于碳系
材料、玻璃微球等非金属材料，是最近几年刚发展起来的新型储氢材料。例如碳纳米管、石墨纳米纤维、高比表面积的活性炭、玻璃微球等。这类储氢材料均属于物理吸附模型，是一种很有前途的新一代储氢材料。 (3) 有机液体储氢材料 某些有机液体[11,12]，在合适的催化剂作用下，在较低压力和相对高的温度下，可做氢载体，达到贮存和输送氢的目的。其储氢功能是借助储氢载体（如苯和甲苯等）与H 2的可逆反应来实现的。 (4) 其他储氢材料 除了上述3类储氢材料外，还有一些无机化合物和铁磁性材料可用作储氢，如KHNO 3或NaHCO 3作为储氢剂[13]。磁性材料在磁场作用下可大量储氢，储氢量比钛铁材料大6~7倍。 镍氢电池(Ni/MH)的基本原理 利用贮氢合金的电化学吸放氢特性研制成功的金属氢化物-镍(Ni/MH)二次电池是近年来发展比较迅速的一种高能绿色二次电池，它以贮氢电极合金充当活性物质的氢化物电极作为负极，以氢氧化镍电极作为正极。Ni/MH 电池具有能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无记忆效应、无污染、可免维护、使用完全等特点。Ni/MH 电池的比能量是镍镉电池的 1.5~2倍，电流充放电时，无记忆效应、低温特性好、综合性能优于Ni/Cd 电池，而且Cd 有毒，废电池处理复杂。在能源紧张，环境污染严重的今天，Ni/MH 电池显示出广阔的应用前景。Ni/MH 电池目前主要应用在小型移动通讯设备、笔记本电脑、便携式摄像机、数码相机及电动自行车等领域。 Ni/MH 电池以Ni(OH)2/NiOOH 电极为正极，以贮氢合金电极为负极，以6 M 的KOH 溶液为电解液。其电化学式可表示为： (－)M/MH|KOH(6 M)|Ni(OH)2/NiOOH(+) 研究表明，在Ni/MH 电池的充放电过程中，正、负极发生的反应分别为： 正极：-22Ni(OH)OH NiOOH+H O+e + 负极：-2M+H O+e MH OH x x x x +
高空气象观测站制氢用氢管理办法
高空气象观测站制氢用氢管理办法 (试行) 一、 总则 第一条 为加强高空气象观测站制氢用氢的管理,规范制氢用氢 工作流程,特制定本办法。 第二条 本办法适用于高空气象观测站水电解制氢、氢气储存、 氢气瓶充装、氢气瓶运输、高空气象观测业务用氢等。 二、 高空气象观测制氢用氢人员 第三条 从事水电解制氢操作人员,须进行水电解制氢相关知识 与操作技能的培训,了解水电解制氢设备的基本原理、结构与性能, 掌握制氢用氢安全操作技术。上岗前须按《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0004)的要求取得国家认可的特种设备作业人员证书。 第四条 各级气象部门应当对特种设备作业人员进行特种设备安
全教育与培训,保证特种设备作业人员具备必要的特种设备安全作业知识。特种设备作业人员在作业中应当严格执行特种设备的操作规程与安全规章制度。 第五条高空气象观测站制氢用氢人员应当按照《常规高空气象观测业务规范》的要求,持有高空气象观测岗位证书上岗。 第六条制氢用氢人员、设备保障维修人员上岗时必须配备防静电服装、防静电鞋、防碱手套等安全防护用品。 第七条高空气象观测站制氢人员必须严格按照《气象业务氢气作业安全技术规范》、相关操作规程要求操作、运行与维护制氢设备。 三、制氢设施与场地安全 第八条水电解制氢室的设计必须符合《高空气象台站水电解制氢建设要求》与《气象业务氢气作业安全技术规范》。所有设计与建设文件、图纸、设备检验报告等相关材料应当作为台站档案保存。 第九条新建制氢室、储氢室、充球室,应当符合《常规高空气象观测业务规范》对高空气象观测站制(储、用)氢的要求。 第十条探空平衡器、工作台面、储氢设施、汇流排等应具备良好的接地与防静电设施,其接地电阻应小于4Ω。每年定期检查一次防静电接地的有效性,确保接地牢固可靠。 第十一条储氢罐安全阀排气管、充球排气管等氢气出口处应安装防回火装置。
氢燃料电池电堆系统控制方案
1 / 13 AIR OUT AIR IN H2IN DI-WEG IN DI-WEG OUT 图1 1号电堆模块系统图 H2PURGE1 24V H2PURGE2
WEXPT 图2 车用1号电堆系统系统图 2 / 13
表1 模块附件表：
表2 车载系统附件表：
2.1 模块 ●冷却液与压缩空气热交换器 因冷却液的温度适应电堆要求，该热交换器的作用，一是压缩空气温度过高时降温（起中冷器作用），二是压缩空气温度较低时加热。考虑到要适应低温环境，最好采用。 ●氢气入口压力调整器 电堆的氢气入口压力调整，由PT-H3、EPV-H4、PT-H4组成，通过程序采集压力和控制比例阀来实现。为了控制准确和简单管路，将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4做到一个阀组（manifold）上。 ●阳极压力保护 为防止氢气入口压力调整器失效，而使阳极产生高压毁坏电堆。采用安全阀SRV-H5保护。 ●外增湿器 外增湿器采用膜增湿器，用电堆的出口湿空气来增湿电堆得入口干空气。具体是否采用，要看电堆的需求。 ●氢气循环 氢气循环，一是使阳极的氢气的湿度均匀，二是加热入口的氢气。 ●氢气吹扫（排放）阀 氢气吹扫阀，是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1个。 要看电堆的阳极结构，因氢气回流后，多少会有一些液态水，若
不能及时吹扫掉，会影响水平较低段的节电池性能，也不利于防冻处理。 ●电堆空气出口压力 电堆出口压力，采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表PT-A5形成回路来控制。为防止憋压，比例阀为常开阀。 ●电堆高压输出正负极对结构接地（搭铁）绝缘电阻检测 电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时，会危害电堆的安全。在模块中需要加入检测单元。绝缘电阻的要求，单节电池为1200欧，150节为180千欧。 ●电机调速器的电源 因空压机的功率一般大于1kW，采用电堆的高压电源，在启动或停止的过程中需要外电源供电。启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。 氢气循环泵，因功率一般小于500W，且只在电堆工作时运行，采用外部24VDC单独供电。 ●节电池电压巡检单元 节电池电压巡检单元，与电堆的结构做到一起，自带MPU，与模块控制器采用通讯联系（CAN和RS485）。这样会使检测电缆最短，提高可靠性和美观。 ●模块控制器 控制器的MCU选用飞思卡尔的MC9S12CE，硬件和壳体，若能采购满足要求的现成控制器，则采购；实验调试完成后，沿用
A储氢罐定期检验方案
化学制氢站A储氢罐定期检验方案 一、设备状况 国投钦州发电有限公司制氢站A储氢罐容积13.9m3,最高工作压力3.2Mpa，2007年投用，本次检验为第2次停机定期检验。 二、检验依据及检验方式 根据《压力容器定期检验规则》（TSGR7001-2013）的规定，公司委托广西特种设备监督检验院钦州分院对上述容器进行定期检验（合同编号QDAJ14-034）。为不影响机组正常运行，对检验氢罐采取隔离检验的方式。 三、准备工作： 1.备品准备：搭脚手架用木（竹）料（维护单位准备），氢罐人孔门用螺栓、垫片，防火板、去油漆用溶漆剂，铜锤、铜堵板，塑料管20米，铜丝刷、黄油，固定扳手(M36螺栓)，二氧化碳灭火器3KG 六瓶、7KG四瓶，石棉布约5平米。 2.运行部对氢气检测仪进行检查、校准，确保检验工作进行期间仪器准确好用。 3.检修前运行人员与设备部、维护单位用漏氢检测仪对制氢系统及储氢罐进行漏点查找。 四、安全技术措施： 1.提交工作票，制氢系统停止运行，将检修氢罐隔离，将罐内氢气由排空门经阻火器排空。 2.从室内接除盐水至氢罐排污门，向氢罐内部注水。将排空门至地沟
排气门打开、观察，如有水流出，立即停止注水。否则水会流至阻火器及其他安全门处。 3.用排污门将罐内水排尽，用氢气检测仪检测罐内氢气含量为零。 4.将检验氢罐与其它罐隔离。 5.将二氧化碳灭火器及石棉布放置到检修区域。 6.在检修罐进出口手动门后及罐顶排污口法兰处加装金属堵板；将检修罐与制氢、供氢系统彻底隔断。 7.拆除安全阀，将安全阀处法兰用盲板封堵。 8.打开人孔门，用铜制扳手，或铁制扳手涂黄油；漏氢检测仪实时检测氢气含量为零。 9. 抽取外表面一处丁字焊缝3个方向各600mm、每条焊缝两边各200mm范围区域用溶漆剂除掉油漆（不彻底时用铜丝刷进行打磨），以便作UT检测，漏氢检测仪实时检测工作区域氢气含量。 10.打开人孔后检查内部腐蚀情况，漏氢检测仪实时检测罐内区域氢气含量合格后进入罐内搭设内部脚手架，需用木杆或竹杆，禁止用铁管，脚手架搭设完毕后用粗砂布内部进行除锈，并用粗砂布对所有内壁焊缝及其两侧各100mm区域进行重点刷磨、清理、露出金属光泽备检。本项工作进行过程中，人员每次进入氢罐前及氢罐内工作每间隔2小时均必须用漏氢检测仪实时检测区域内各点氢气含量并确保含量合格。 11.准备工作完毕后特检院检验人员对罐体内、外壁焊缝进行检查/检验，检查/检验过程中，人员每次进入氢罐前及氢罐内工作每间隔2