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星辰大海|跟随“胖五”升空,回望林德之“氢”
时间:2020-01-15   访问量:300  【打印此页】  【关闭

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2020的跨年钟声刚刚响过。

 

在下一个“十年”到来之际,在回望2019年之时,会发现在“星辰大海”的征途上,我们又前进了一步。这一步,就是被称为“胖五”的长征5号大型运载火箭的成功发射。

 

作为我国目前起飞规模最大、技术跨度最大、运载能力最大的的长征5号,长征5号大型运载火箭的动力系统区别于一般火箭,搭载的是实力派新面孔——大推力氢氧发动机

 

众所周知,氧是燃烧的必备条件,那么不易保存、纯度要求极高的液氢,在胖五的动力系统所扮演的又是什么角色?

 



液氢:“冰箭”的核心动力来源


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长征5号大型运载火箭,是未来大推力火箭“先锋”和基础。其芯一级和芯二级分别采用了YF-77氢氧发动机和YF-75D膨胀循环氢氧发动机。

 

同时,也正因为胖五的主要燃料,是接近低温极限的——零下183℃的液氧和零下253℃的液氢,所以胖五又被称为“冰箭”。

 

相比其它燃料,液氢液氧推进剂的比推力尤为突出,相同比推力时运载火箭的重量可以下降50%,是居于领先地位的火箭推进剂燃料之一。

 

同时,液氢相比另一种高性能化学推进剂——偏二甲阱,更加安全无毒;相较甲烷,液氢因为不含碳,不会出现积炭或其它影响火箭状态的情况。

 

液氢作为胖五氢氧发动机的主要燃料之一,为长征五号火箭带来了更高的能量、更清洁的零污染排放。  

 



液氢:前途光明的超纯氢



通过胖五了解到液氢在航空航天领域的“神奇”表现后,不妨让我们回到地面,一窥液氢的本质。

液氢是通过预冷和膨胀节流等工艺,将氢气降温到零下253℃成为液体,以便储存和运输。同时,氢气和液氢的体积比,也达到了1:800

 

而在零下253℃低温下,除了氦、氖稀有气体之外,所有气体杂质都会凝固分离,因此液氢汽化后很容易获得6N(99.9999%)及以上的超纯氢,被广泛应用于电子、贵金属、化工等众多行业,并受到越来越多的重视。

 

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与钯膜纯化等氢气提纯技术相比,液氢的应用系统简单经济、高效可控、不易污染且品质稳定。因此在大规模获取超纯氢的技术领域,液氢在全球范围内被公认为“C位”。

 



林德:氢能源全产业链领先者



剖析过液氢的“庐山真面目”后,回过头来,让我们看看小林在液氢领域又有哪些建树呢?

 

其实,通过一百多年的积累,林德不仅在液氢生产及加工领域“傲然挺立”,而且已经形成了覆盖氢能源全产业链的领先技术

 

液氢生产

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在液氢生产方面,林德是世界上为数不多有能力商业化生产、运行液氢的企业。凭借领先的氢液化技术,提供安全、可靠、高效、节能的解决方案。同时,林德正致力于开发无排放的新概念,并将气体轴承透平膨胀机用于氢液化装置

 

在美洲、欧洲、亚洲等世界各地,林德拥有大量成功案例,有些氢液化工厂已运营超过30年

 

氢能源

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过去的25年里,林德不断致力于将氢气作为零排放燃料的研发。目前,林德已在全球范围内建造了160多座加氢站,完成超过1,000,000次加氢。林德开发独一无二的液氢泵系统和压缩气态氢技术,只需要3分钟,就能为氢动力车辆完成加氢,不仅做到安全、可靠、高效,也有效控制了加注成本。

 

这其中,拥有高效过程控制系统的林德液氢泵CP3.0,以及接近100%能效转换率离子压缩机IC90,发挥了重要的作用。


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除此之外,林德还拥有加氢机、常规20MPa槽罐拖车、50MPa高压瓶组运输车和液氢储罐等一系列涉及氢能生产、加注和运输的产品及解决方案。

 

 

从德国、日本等地的液氢站,到为全球第一列氢能火车提供供氢系统,再到上海驿蓝金山加氢站,林德正用一次次实践和一个个鲜活的案例,推动氢能的生产及应用的不断发展,并不断致力成为中国氢能源产业发展的长期技术合作伙伴。

 






当我们回过头来,仰望星空时,当我们在星辰大海的征途上奋力前进时,有一种叫做「氢」的能源,在背后为我们提供着前进的动力。

参考文献:

[1] 《成功!成功!“长五”发射现场高清大图来了!》. 航空知识.

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

[2] 《为“冰箭”造芯 到底难在何处——揭秘长征五号遥三运载火箭的动力系统》. 新华网. 

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

[3] 林德氢能网站. https://whyhydrogen.linde.com/

 

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