海上运输是推动全球经济发展的关键因素，然而，其对环境的压力正在迅速增加。为了减少有害温室气体的排放，研究人员正在为航运业寻找替代燃料。

有鉴于此，安特卫普大学Silvia Lenaerts等人，研究了氢和氢载体作为海洋船舶燃料的用途。由于在标准条件下氢的体积能量密度较低，因此对这种燃料的高效存储的需求很高。从化石和可再生能源生产氢气开始，讨论了使用氢气的关键过程。重点讨论了不同的储存方法，讨论了在低温下以液态形式与固态或固态载体结合的高压氢气的存储方法。

本文要点

1）与固定或汽车应用中的氢气存储相比，海上应用中的氢气存储不同，并且面临着不同的挑战。然而，为海运储存氢气比其他情况更具挑战性。一方面，大量的氢被存储在孤立的船上，而在大规模的固定存储中，有可能通过外部能量输入，将氢从载体上释放出来或保持在理想的储存条件下。另一方面，与汽车工业相比，船舶上的储存受重量和体积要求的限制更少，并且与小得多的乘用车相比，极端温度也可以更安全地用于大型船舶上的氢储存。

2）讨论了氢作为船舶替代燃料的几个不同方面。首先，强调应该使用新的氢气生产方法来获得比使用柴油燃料更高的环境效益，特别强调了使用电解生产氢，因为这提供了在整个生命周期中使用零碳燃料的潜力。然而，氢的主要挑战可能是储存。因此，对几种贮氢方法作为一种贮氢技术在船舶工业中的应用进行了评价。这些储存方法有压缩氢、液氢、氨、费托柴油、合成天然气、甲醇、甲酸、芳香液态有机氢载体和几种固态氢载体:MgH₂、NaAlH₄、AB₂-laves相合金、NaBH₄和NH₃BH₃。从评估中可以得出结论，没有万能的解决方案。没有一种存储方法结合了高能量密度，低能量输入，无毒且易于处理和存储的优点。

3）还通过简单的假设，概述了不同的氢储存方法在其生命周期内的能量需求。分析表明，压缩氢所需的能量最少;最耗能的氢储存方法是FTS-柴油燃料，它所需要的能量几乎是压缩氢所需能量的三倍。然而，就能量密度而言，FTS燃料的性能优于其他氢载体。能量密度分析还表明，虽然在理论上固态储氢载体表现出良好的储氢能力，但仍需要一种高效，轻巧的系统来存储载体。对能源效率的分析还表明，对于化学储氢来说，如果可以利用外部热源的热量，整个过程的效率可以大大提高。最后，强调了氢的使用和不同的海上氢储存方法所面临的最重要的挑战。需要注意的是，除了FTS燃料，LNG和甲醇外，目前尚无大型船舶可用的加油基础设施。新的燃料基础设施的发展可能是氢在海上运输中的主要挑战之一。

参考文献：

Laurens Van Hoecke et al. Challenges in the use of hydrogen for maritime applications. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D0EE01545H

https://doi.org/10.1039/D0EE01545H