世界首次成功進行大流量液氫泵運行試驗
株式會社酉島制作所(以下簡稱“酉島”)和京都大學工學研究科(以下簡稱“京都大學”)共同開發(fā)出世界上首個搭載高溫超導電機的大流量高效率液氫泵。此次,該液氫泵的運行試驗取得成功。液氫的高效大量運輸有助于大幅降低氫成本,向著實現(xiàn)氫能社會邁出一大步。
為實現(xiàn)碳中和,利用燃燒時不排放CO2的“氫”是不可或缺的舉措。但為了實現(xiàn)氫的利用,必須降低其成本。為此,將氣態(tài)氫液化,使體積減小到原來的1/800,并大量運輸被認為是有效的解決方案。與此同時必不可少的是,將冷卻到-253℃的液氫,在不發(fā)生汽化的情況下以大流量進行高效轉移的泵。
2021年,以“用氫泵拯救世界”為使命的酉島與京都大學共同聯(lián)手對氫泵的開發(fā)發(fā)起挑戰(zhàn),并于2023年被采納為NEDO補助事業(yè)“面向競爭性氫供應鏈構建的技術開發(fā)事業(yè)”,使得該項目的開發(fā)速度進一步加快。
(1)利用在高溫高壓多級泵上積累的技術,實現(xiàn)5000 min-1的高速旋轉
為了對密度小的液氫進行升壓,需要支持高速旋轉的泵頭,在泵振動和軸推力控制方面要求很高的技術。在這一方面,酉島最大限度地運用了此前在高溫高壓多級泵開發(fā)中積累的技術。
(2)利用超導電機,抑制液氫的汽化
逆向利用液氫處于-253℃這樣的極低溫環(huán)境,采用京都大學研究開發(fā)的高溫超導電機,將電機發(fā)熱降低到最低限,抑制液氫的汽化(抑制蒸發(fā)氣體的產生)。通過這種方式,可以高效地對液氫進行升壓。
(3)結合酉島和京都大學的技術,創(chuàng)造新價值
酉島將長期積累的水泵技術與京都大學研究開發(fā)的高溫超導電機相關技術相結合,研制出了解決傳統(tǒng)技術難題的泵。
3月6日、7日,在日本宇宙研究開發(fā)機構(JAXA)的能代火箭實驗場,使用-253℃的液氫開展了運行試驗,確認了預期性能。該液氫泵實現(xiàn)了世界最大流量,基于離心泵的升壓量達到了世界最高壓。這是突破技術和成本方面重大課題的創(chuàng)新性成果。
開發(fā)的液氫泵的規(guī)格如下所示:
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流量:30.5 m3/hr
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壓力:1.6Mpa
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轉速:5000 min-1
為面向2030年以后氫供應鏈的商用化,將會以更大流量、更高壓力為目標推進開發(fā),以此為實現(xiàn)日本制定的將氫供給成本降低到20日元(約0.95元)/Nm3的目標做出貢獻。
酉島正在開發(fā)的大流量、高效率液氫泵,在氫的“制造”、“運輸”到“使的所有流程中都是不可或缺的,預計在各個領域的需求將不斷擴大。
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