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星辰大海|跟隨“胖五”升空,回望林德之“氫”
時間:2020-01-15   訪問量:67  【打印此頁】  【關閉

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2020的跨年鐘聲剛剛響過。

 

在下一個“十年”到來之際,在回望2019年之時,會發現在“星辰大?!钡恼魍旧?,我們又前進了一步。這一步,就是被稱為“胖五”的長征5號大型運載火箭的成功發射。

 

作為我國目前起飛規模最大、技術跨度最大、運載能力最大的的長征5號,長征5號大型運載火箭的動力系統區別于一般火箭,搭載的是實力派新面孔——大推力氫氧發動機。

 

眾所周知,氧是燃燒的必備條件,那么不易保存、純度要求極高的液氫,在胖五的動力系統所扮演的又是什么角色?

 



液氫:“冰箭”的核心動力來源


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長征5號大型運載火箭,是未來大推力火箭“先鋒”和基礎。其芯一級和芯二級分別采用了YF-77氫氧發動機和YF-75D膨脹循環氫氧發動機。

 

同時,也正因為胖五的主要燃料,是接近低溫極限的——零下183℃的液氧和零下253℃的液氫,所以胖五又被稱為“冰箭”。

 

相比其它燃料,液氫液氧推進劑的比推力尤為突出,相同比推力時運載火箭的重量可以下降50%,是居于領先地位的火箭推進劑燃料之一。

 

同時,液氫相比另一種高性能化學推進劑——偏二甲阱,更加安全無毒;相較甲烷,液氫因為不含碳,不會出現積炭或其它影響火箭狀態的情況。

 

液氫作為胖五氫氧發動機的主要燃料之一,為長征五號火箭帶來了更高的能量、更清潔的零污染排放。  

 



液氫:前途光明的超純氫



通過胖五了解到液氫在航空航天領域的“神奇”表現后,不妨讓我們回到地面,一窺液氫的本質。

液氫是通過預冷和膨脹節流等工藝,將氫氣降溫到零下253℃成為液體,以便儲存和運輸。同時,氫氣和液氫的體積比,也達到了1:800。

 

而在零下253℃低溫下,除了氦、氖稀有氣體之外,所有氣體雜質都會凝固分離,因此液氫汽化后很容易獲得6N(99.9999%)及以上的超純氫,被廣泛應用于電子、貴金屬、化工等眾多行業,并受到越來越多的重視。

 

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與鈀膜純化等氫氣提純技術相比,液氫的應用系統簡單經濟、高效可控、不易污染且品質穩定。因此在大規模獲取超純氫的技術領域,液氫在全球范圍內被公認為“C位”。

 



林德:氫能源全產業鏈領先者



剖析過液氫的“廬山真面目”后,回過頭來,讓我們看看小林在液氫領域又有哪些建樹呢?

 

其實,通過一百多年的積累,林德不僅在液氫生產及加工領域“傲然挺立”,而且已經形成了覆蓋氫能源全產業鏈的領先技術。

 

液氫生產

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在液氫生產方面,林德是世界上為數不多有能力商業化生產、運行液氫的企業。憑借領先的氫液化技術,提供安全、可靠、高效、節能的解決方案。同時,林德正致力于開發無排放的新概念,并將氣體軸承透平膨脹機用于氫液化裝置。

 

在美洲、歐洲、亞洲等世界各地,林德擁有大量成功案例,有些氫液化工廠已運營超過30年。

 

氫能源

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過去的25年里,林德不斷致力于將氫氣作為零排放燃料的研發。目前,林德已在全球范圍內建造了160多座加氫站,完成超過1,000,000次加氫。林德開發獨一無二的液氫泵系統和壓縮氣態氫技術,只需要3分鐘,就能為氫動力車輛完成加氫,不僅做到安全、可靠、高效,也有效控制了加注成本。

 

這其中,擁有高效過程控制系統的林德液氫泵CP3.0,以及接近100%能效轉換率離子壓縮機IC90,發揮了重要的作用。


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除此之外,林德還擁有加氫機、常規20MPa槽罐拖車、50MPa高壓瓶組運輸車和液氫儲罐等一系列涉及氫能生產、加注和運輸的產品及解決方案。

 

 

從德國、日本等地的液氫站,到為全球第一列氫能火車提供供氫系統,再到上海驛藍金山加氫站,林德正用一次次實踐和一個個鮮活的案例,推動氫能的生產及應用的不斷發展,并不斷致力成為中國氫能源產業發展的長期技術合作伙伴。

 






當我們回過頭來,仰望星空時,當我們在星辰大海的征途上奮力前進時,有一種叫做「氫」的能源,在背后為我們提供著前進的動力。

參考文獻:

[1] 《成功!成功!“長五”發射現場高清大圖來了!》. 航空知識.

https://mp.weixin.qq.com/s/ie2O0FKrwO2ZsMFMIrTkQA

[2] 《為“冰箭”造芯 到底難在何處——揭秘長征五號遙三運載火箭的動力系統》. 新華網. 

http://www.xinhuanet.com/tech/2019-12/28/c_1125398923.htm

[3] 林德氫能網站. https://whyhydrogen.linde.com/

 

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