IV型储氢瓶国内应用缘何遇冷

IV型储氢瓶国内应用缘何遇冷除技术问题外，标准、法规不健全是国内IV型瓶推广不力的深层次原因。目前，IV型瓶国家标准和行业标准正在紧锣密鼓的审议中。随着标准的出台，IV型瓶届时将迎来发展利好。目前，被国际燃料电池汽车广泛使用的IV型储氢瓶，在国内却长期处于空白状态。据记者了解，IV型瓶具有长寿命、轻量化、生产效能高、降成本潜力大等优势。随着氢能产业热潮兴起，市场对IV型储氢瓶的需求越来越迫切。优势明显应用潜力大目前主流的车载储氢技术高压气态储氢，其容器按种类可分为：纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4种。当前，铝内胆纤维缠绕III型瓶在国内市场占据主流，已开发出35MPa和70MPa两种容器,技术较为成熟，而塑料内胆纤维缠绕的IV型还处于研发阶段。与之相对的是，美国、德国、日本、韩国等国家已广泛应用IV型瓶，Hexagon、丰田、佛吉亚等公司具备批量生产能力。中国特种设备检测研究院IV型瓶检测试验业务负责人古纯霖介绍说，2013年左右国外将IV型瓶应用到燃料电池汽车上，取得不错的效果。与其他种类相比，IV型瓶内胆从原来钢性的金属内胆变成有一定弹性的塑料内胆，其寿命大幅提高，优势显著。中材科技（成都）有限公司总工程师米宽指出，基于相同的气瓶外形尺寸和相同的设计准则进行设计，水容积方面，III型瓶是54L，IV型瓶是60L，多10%左右，具有更优的存储密度。IV型瓶内胆方便成形，本身价格也较为便宜。同济大学教授张存满指出，未来IV型瓶的成本可以达到目前III型瓶成本的1/4左右。随着规模的上升，IV型瓶成本还有很大的降幅空间。III型瓶的价格也会有所降低，但成本仍是IV型瓶的1.5、1.6倍。在业内人士看来，未来IV型瓶更具市场优势，是行业发展方向。关键技术欠缺标准法规缺位尽管前景看好，但目前国内IV型瓶还存在诸多技术难点。首先是塑料内胆材料能否与氢气相容。古纯霖指出，内胆材料在加塑、挤压过程当中会不会出现缺陷，耐加工、高温、光照耐老化等性能如何，要对材料进行选择与评价。其次是塑料内胆的纤维缠绕技术，确保氢气瓶不变形。III型瓶内胆是金属，缠绕的时候有一定张力，而塑料内胆用力缠的话可能会产生变形，目前的技术是对其进行冲压，相当于给一个支撑，保证瓶子不变形。冲多大的压力、如何跟瓶子张力配合，是一项关键技术。古纯霖称。在塑料内胆与金属瓶口的密封性上，如何规避国外的技术专利也是一大难题。储氢瓶瓶口需要跟阀门连接，螺纹有要求，不能是塑料的，因此该连接位置的密封是关键技术，国外企业发展的较早，申请了一些专利，对国内企业而言，不仅要研发出满足密封要求的结构，还要规避国外专利。古纯霖表示。在张存满看来，IV型瓶本身有优势也有劣势。IV型瓶塑形变形能力、抗疲劳性好，但内胆氢气的抗渗透能力差。他指出，IV型储氢瓶最大的技术挑战是抗渗透。氢气从内胆渗透出来，渗透到车里，在密闭空间可能引发事故甚至爆炸。古纯霖坦言，氢气泄露量非常小，如何能精准地检测并定位到泄露位置，微小泄漏量的高精度实时检测也是亟待突破的难点。除了上述技术问题外，标准、法规不健全是国内IV型瓶滞后的深层次原因。据了解，上个世纪90年代国内车载天然气气瓶采用过IV型瓶，但后来出了一些安全事故，监管部门觉得IV型瓶技术尚未成熟，被禁止使用。什么样的产品称作合格品，还不太明确，缺乏相应的标准和检测手段。德国莱茵Tuuml;V集团全球电力电子产品服务副总裁李卫春指出，国内对IV型瓶的使用较为谨慎。安全是重中之重需综合考虑经济性氢气爆炸极很宽，去年国外连续发生了3起爆炸事故，引发人们对氢能源的担忧。安全性是第一位的，一旦出现了安全问题，行业就会被否定。古纯霖表示，气瓶在我国属于特种设备，对其设计、生产、使用、经营都提出了非常具体的要求，必须确保安全，一旦违反，就要负法律责任。据业内人士透露，IV型瓶国家标准和行业标准正在紧锣密鼓的审议中。随着标准的出台，IV型瓶届时将迎来发展利好。据了解，目前国内IV型瓶已经到试制阶段，部分企业已经试制出IV型瓶样品。在张存满看来，技术满足以后，降低成本是应用的关键，IV型瓶达到车载应用必须满足高可靠性、高密度、高安全性和低成本四个关键条件。一辆乘用车售价二十万元左右，如果储氢瓶要五万元、十万元，车辆就没办法卖了。这对产业而言，是最致命的问题。储氢技术的研发还需要与上下游技术匹配，系统、综合地考虑车载储氢的经济性。李卫春表示，储氢瓶所需关键材料碳纤维，全球供应企业有限，与塑料、环氧树脂、密封材料等一样都主要依赖于进口，价格高昂。国产IV型瓶材料同样需要进一步攻克。

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