華盛頓州立大學(xué)研究人員開發(fā)出數(shù)學(xué)模型并提出相關(guān)建議，旨在改善液氫儲(chǔ)罐操作，有望讓氫成為汽車及其他工業(yè)過程更可行的動(dòng)力替代品。相關(guān)研究發(fā)表于《低溫學(xué)》雜志。

　　液氫是多數(shù)工業(yè)用途便捷的氫氣形式，但儲(chǔ)存和運(yùn)輸面臨挑戰(zhàn)。液氫需低溫儲(chǔ)存，遇常溫會(huì)迅速沸騰，運(yùn)輸時(shí)需大量結(jié)構(gòu)元件和機(jī)制來減少沸騰損失。然而，氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的損失不容小覷，實(shí)際儲(chǔ)罐中氫氣損失可能高達(dá)輸送總量的25%，其中傳輸管線冷卻時(shí)，約13%的液態(tài)氫分子會(huì)因蒸發(fā)損失。

　　華盛頓州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用實(shí)際儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)，開發(fā)出實(shí)際儲(chǔ)氫罐性能的理論模型，并用普拉格能源公司在役儲(chǔ)氫罐數(shù)據(jù)驗(yàn)證。該模型顯示，改變液氫儲(chǔ)氫罐操作方式可顯著減少蒸發(fā)損失，經(jīng)額外系統(tǒng)改造甚至能實(shí)現(xiàn)零蒸發(fā)。例如，改變泄壓閥啟動(dòng)時(shí)的壓力限值，氫氣損失可減少約26%。

　　機(jī)械與材料工程學(xué)院教授康斯坦丁·馬特維耶夫表示，液氫是減少化石燃料依賴、研發(fā)清潔燃料的合適選擇，新模型可模擬液氫供應(yīng)鏈重要環(huán)節(jié)，讓綠色經(jīng)濟(jì)技術(shù)更切實(shí)可行。論文通訊作者杰克·利奇曼稱，開發(fā)理論模型對(duì)了解當(dāng)前操作和改進(jìn)技術(shù)投資至關(guān)重要。

　　此外，馬特維耶夫還提到，新開發(fā)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算高效。此前復(fù)雜模型需數(shù)天在超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，且只能模擬儲(chǔ)罐幾小時(shí)運(yùn)行，而新簡化模型經(jīng)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，幾分鐘內(nèi)可模擬數(shù)百小時(shí)運(yùn)行，可供工業(yè)、客戶、設(shè)計(jì)師和政府實(shí)體使用。

　　目前，研究人員正與普拉格能源公司合作，研究實(shí)施對(duì)液氫罐的建議，還希望改進(jìn)模型以更好理解氫氣系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移操作、泵等設(shè)備。同時(shí)，他們也在為美國聯(lián)邦航空管理局進(jìn)一步研究，評(píng)估和建模機(jī)場(chǎng)液氫的儲(chǔ)存情況。

　　氫動(dòng)力汽車作為汽油或柴油驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的替代品，不排放有害溫室氣體，對(duì)重型機(jī)械很有吸引力。普拉格能源公司目前運(yùn)營約250個(gè)液氫罐，為全球7萬輛氫動(dòng)力叉車提供動(dòng)力，運(yùn)輸美國約30%的雜貨。此次研究有望為氫動(dòng)力汽車及相關(guān)工業(yè)應(yīng)用提供有力支持，推動(dòng)綠色能源發(fā)展。