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氢能转型简介
氢被认为是未来的可再生能源，它是环保的，并且作为组合分子大量存在于水中。在运输和其他部门使用氢气作为燃料将节省化石燃料并减少污染。然而，向小型车辆储存和供应氢气需要更高的精度和承受其压力的能力。这种存储或供应的故障会导致事故并损坏该车辆。从这个角度来看，应该研究该存储和供应系统的每一个物理，化学，机械和摩擦学方面[1]。
图-1 绿色氢气供应示意图[2]
氢能转型中的摩擦学挑战
氢能系统是一个复杂的结构，涉及许多在氢气中运行的机器元件。这种系统的摩擦学行为，特别是在轴承和密封件中，受到氢气环境的影响。这些材料与气态氢之间的相互作用涉及氢分子的物理吸附和金属表面上解离原子的化学吸附，导致金属氢化物的形成导致损伤。因此，研究这些应用中使用的材料的摩擦学特性以提供适当的设计指南非常重要[3]。
图-2 氢燃料电池示意图[4]
储氢存在各种挑战，问题包括当氢溶解在其中时材料脆化。氢气在高压下储存以实现高比能，从而增强金属中氢的吸收，从而导致其失效。橡胶和聚合物密封件中的氢渗透是导致其失效的另一个问题。这些问题应该在储氢系统中涉及的组件的情况下解决。活塞环和密封轴承等部件应在纯介质中仔细研究其摩擦学行为，以便提供更好的解决方案。它们的性质主要受气体环境和与接触表面上氢气的摩擦化学相互作用的影响。
氢能的储能挑战
氢燃烧释放的产物是水，水的形成意味着将两个氢原子与一个氧原子混合，这需要大量的能量。这会导致燃烧室中的高温升高，从而导致冷却时间增加。如果燃烧室中的温度保持较高，则会导致燃烧室壁上的水凝结。这反过来又会导致燃烧室壁的氧化磨损，从而导致损坏。考虑到储氢系统的所有优点和缺点，对这项技术进行广泛的研究对于未来的能源非常重要。
图-3 绿色氢经济图示[5]
氢燃料是汽车的未来燃料，因此必须研究该储氢系统中涉及的这些组件的摩擦学方面。使用电池燃料和其他绿色能源似乎是有效的，而氢燃料来源将重新创新并将这一能源部门转变为零排放介质以供未来使用。
参考
[1]http://digitaleditions.walsworthprintgroup.com/publication/?i=728325&article_id=4156692&view=articleBrowser
[2] https://blogs.worldbank.org/ppps/green-hydrogen-key-investment-energy-transition
[3] Sawae, Y. and Sugimura, J., 2010. Tribology in gaseous hydrogen. Journal of the Vacuum Society of Japan, 53(4), pp.280-287.
[4] https://rahulrainbow.com/hydrogen-h2-fuel-of-the-future-or-not/
[5]https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/hydrogen-technology-faces-efficiency-disadvantage-in-power-storage-race-65162028
Manoj Rajankunte Mahadeshwara
我目前在利兹大学担任研究生研究员。此前，我在著名的伊拉斯谟世界计划联合硕士培养取得硕士学位（摩擦学硕士）。我还在印度贝尔高姆的VTU完成了机械工程学士学位。 我正在担任Tribnet的社交媒体经理，我也有我的YouTube频道Tribo Geek。
