虽然氢气作为柴油的替代品有可能成为一种有前景的脱碳策略，但氢气在运输和加氢方面具有很大的局限性。
这些障碍，加上氢引人注目的脱碳潜力，促使由William H. Green教授领导的麻省理工学院研究团队探索一种使用液态有机氢载体（liquid organic hydrogen carriers，LOHCs）运输和储存氢的经济有效的方法。该团队正在开发一项颠覆性技术，使 LOHCs 不仅可以向卡车输送氢气，还可以在车上储存氢气。
相关研究结果最近发表在《Energy & Fuels》杂志上，题为“Perspective on Decarbonizing Long-Haul Trucks Using onboard Dehydrogenation of Liquid Organic Hydrogen Carriers.”。麻省理工学院的团队由 Green 领导，成员包括研究生 Sayandeep Biswas 和 Kariana Moreno Sader。
'onboard'方法
目前，LOHCs在现有零售燃料配送基础设施内工作，用于将氢气输送到加氢站，然后在加氢站进行压缩并输送到配备氢燃料电池或内燃机的卡车上。
Green说：“由于零售站吸热氢气释放和压缩，目前的方法会造成巨大的能量损失。” “为了解决这个问题，我们的工作正在探索一种更有效的应用，即由 LOHC 驱动的卡车具有车载脱氢功能。”
为了实现这样的设计，该团队的目标是修改卡车的动力系统（车辆内部产生能量以推动其前进的系统），以允许LOHCs释放车载氢，利用发动机排气的余热 为“脱氢”过程提供动力。
脱氢过程发生在高温反应器内，该反应器不断从燃料储罐接收富含氢的 LOHCs。从反应堆释放的氢气在通过分离器去除残留的 LOHC 后被输送到发动机。在前往发动机的途中，一些氢气被转移到燃烧器以加热反应堆，这有助于增强发动机废气提供的反应堆热量。
拟议的'onboard'脱氢工艺流程图。组件尺寸并非按比例绘制。
解决氢的缺点
该团队的论文强调，目前使用氢气（包括 LOHC 系统）来使卡车运输行业脱碳有其缺点。无论技术如何改进，由于零售氢气输送的成本高昂，这些现有的选择仍然昂贵得令人望而却步。
该小组的论文强调，目前氢的使用，包括LOHC系统，在卡车运输 行业脱碳方面有缺点。不管技术改进如何，由于零售氢气输送成本高，这些现有的选择仍然昂贵得令人望而却步。
Biswas 表示：“我们提出了一个解决许多挑战的替代方案，似乎是在这种运输环境中使用氢气的可行方式。”
“通过 LOHC 使用氢气时，对于长途运输具有明显的好处，例如可扩展性和快速加氢时间。改善运输和加氢以进一步降低成本 也具有巨大潜力，我们的系统正在努力做到这一点。”
来自哥伦比亚的Moreno Sader 说：“利用氢是一种全球范围内都可以使用的选择，并且可以扩展到像我所在的这样的国家。” “由于它与现有基础设施产生协同作用，因此不需要大量的前期投资。全球适用性非常大。”Moreno Sader 是 MathWorks 研究员，与团队其他成员一起，一直在使用 MATLAB 工具为这项工作开发模型和仿真。
来源: Sayandeep Biswas et al, Perspective on Decarbonizing Long-Haul Trucks Using onboard Dehydrogenation of Liquid Organic Hydrogen Carriers, Energy & Fuels (2023). DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c01919
期刊: Energy & Fuels
