氫能以其轉(zhuǎn)化效率高、燃燒產(chǎn)物潔凈、易于低成本儲輸以及用途多樣化等突出優(yōu)點,被認(rèn)為是新世紀(jì)的重要二次能源。經(jīng)濟規(guī)模制氫、安全可靠儲輸氫氣、氫的經(jīng)濟高效利用是氫經(jīng)濟的關(guān)鍵。隨著氫燃料電池和電動汽車的迅速發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化,安全高效的儲氫技術(shù)已成為氫能發(fā)展的主要瓶頸。高壓儲氫具有儲氫容器結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備能耗少、充裝和排放速度快等優(yōu)點。目前,國際上絕大多數(shù)加氫站和燃料電池汽車都采用高壓儲氫技術(shù)。各國氫能計劃無一例外地把輕質(zhì)高壓儲氫容器列為研究重點。鋁內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器是目前首選的車載儲氫容器,主要由鋁薄內(nèi)襯和纖維纏繞層組成。在制造過程中,容器經(jīng)歷纏繞、固化和自緊等過程,使得容器內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜,除內(nèi)壓引起的應(yīng)力外,還有纖維纏繞引起的應(yīng)力、固化引起的應(yīng)力、自緊引起的應(yīng)力等,在容器封頭與簡體連接位置會形成局部削層結(jié)構(gòu),影響容器強度和可靠性因素多而復(fù)雜。為研制35-70MPa車載輕質(zhì)高壓儲氫容器,本文從理論分析、數(shù)值模擬和試驗研究三個方面,對鋁內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器整體強度、局部削層結(jié)構(gòu)強度、靜強度可靠性和抗疲勞性能進行了系統(tǒng)深入的研究。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果為:（1）建立了鋁內(nèi)襯輕質(zhì)高壓... 

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1壓縮氣體功耗圖

35MPa儲氫容器和相應(yīng)的內(nèi)置壓力調(diào)節(jié)器。2001年美國Quantum公司、LavrenceLivermore國家實驗室和Thiokol公司合作，研制出最大工作壓力為70MPa的Trishield儲氫容器[3‘〕。2002年，Quantum公司報導(dǎo)開發(fā)出最大工作壓力為35MPa，單位質(zhì)量儲氫密度為H.3wt%的高性能壓縮氫氣儲存容器[321。Lincoin公司在2002年7月也研制成功了名為Tuffshen，最大工作壓力70MPa，爆破壓力為175MPa的高壓儲氫容器133】。歐洲氫能路線圖中，有關(guān)高壓儲氫的目標(biāo)是:短期內(nèi)將儲氫容器的單位質(zhì)量儲氫密度和儲氫能量密度從5.4wt%和2.SMJ/L提高到5.6wt%和3MJ幾;長期的目標(biāo)是要在25MPa下達到6.Owt%和1.gMJ/L，而在70MPa下達到6.swt%和3.6MJ/L[34]。在日本METI的研究計劃中也把推進氫氣壓縮機、70MPa儲氫容器作為重點項目。圖1.3示例了現(xiàn)有研制成功的鋁內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器。

圖L4本田公司FCXV4氫燃料汽車圖1.5奔馳公司B一Cell燃料電池汽車我國對鋁內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器的研制起步較晚。但是，由于前期在“清潔”領(lǐng)域，特別是天然氣汽車中，大量使用了壓縮天然氣(CNG)復(fù)合氣瓶，內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器的研制積累了一定經(jīng)驗[36一，7]。如成都、重慶等地絕大公交車、出租車均采用汽油和天然氣雙燃料技術(shù)，其CNG復(fù)合氣瓶部分采屬內(nèi)襯纖維纏繞結(jié)構(gòu)，最大工作壓力在20MPa左右，平均續(xù)航能力為100~km。“十五，’期間，國家高科技計劃(“863”計劃)中設(shè)立了“輕質(zhì)高壓儲氫系究”課題，浙江大學(xué)化工機械研究所在這一課題的支持下，成功研制了40MP內(nèi)襯輕質(zhì)高壓儲氫容器[38〕。

【參考文獻】：
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碩士論文
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