PNNL利用磁熱效應製液態氫

據國外網站報道：數十年以來，氫燃料電池一直存在於科學小說中。然而
，隨著燃料電池升降機和新型燃料電池汽車的湧現—例如豐田氫燃料電池汽車“未來”—這種超低低排放科技正處在主流應用的邊緣。燃料電池技術十分接近大規模商業化，它將需要大範圍的氫能供應和加氫等基礎設施。

有you別bie於yu市shi場chang上shang大da多duo數shu的de汽qi車che以yi汽qi油you和he柴chai油you為wei燃ran料liao，燃ran料liao電dian池chi汽qi車che以yi氫qing氣qi為wei動dong力li燃ran料liao。但dan是shi要yao想xiang讓rang燃ran料liao電dian池chi汽qi車che實shi現xian高gao度du普pu及ji化hua，仍reng需xu要yao更geng多duo的de加jia氫qing站zhan設she施shi，本ben地di液ye氫qing供gong應ying
，以yi及ji將jiang液ye氫qing配pei給gei到dao加jia氫qing站zhan的de經jing濟ji解jie決jue方fang案an。

氫
，這一宇宙中最豐富的元素
，設法使其轉變為液態，需要將溫度降到零下20K(-253攝氏度/零下423華氏攝氏度)。當前的做法是應用一種能量密集
、多步壓縮以及擴充氫氣過程直至氫氣完成液化。西北太平洋國家實驗室（PNNL）
、翡翠能源（NW）youxianzerengongsiyijiemusiguojiashiyanshilianhetichuleyizhongjiyucirezhilengjishudexinxingfangfa。zhezhongxinxingfangfakeyiquanbutidaizhiqianfangfajiangqingqiyehuachengbenjianshao25%甚至更多。

磁熱液化

該係統利用物理學中的磁熱效應現象來進行工作。使用一種特定種類的材料-鐵磁體
，例如釓-當它受到磁場的作用時溫度將會上升，一旦將其脫離磁場又將會冷卻下來。

在西北太平洋國家實驗室（PNNL）係(xi)統(tong)中(zhong)，小(xiao)型(xing)釓(ga)球(qiu)被(bei)放(fang)置(zhi)在(zai)活(huo)塞(sai)形(xing)的(de)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)外(wai)殼(ke)中(zhong)，用(yong)於(yu)將(jiang)材(cai)料(liao)移(yi)入(ru)和(he)移(yi)出(chu)由(you)超(chao)導(dao)磁(ci)體(ti)創(chuang)造(zao)的(de)強(qiang)磁(ci)場(chang)中(zhong)。在(zai)可(ke)控(kong)製(zhi)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，當(dang)釓(ga)材(cai)料(liao)移(yi)入(ru)磁(ci)場(chang)中(zhong)時(shi)它(ta)的(de)溫(wen)度(du)開(kai)始(shi)上(shang)升(sheng)。緊(jin)接(jie)著(zhe)讓(rang)氦(hai)氣(qi)通(tong)過(guo)多(duo)孔(kong)釓(ga)來(lai)轉(zhuan)移(yi)溫(wen)度(du)和(he)驅(qu)除(chu)釓(ga)。當(dang)把(ba)釓(ga)材(cai)料(liao)從(cong)磁(ci)場(chang)中(zhong)移(yi)走(zou)時(shi)它(ta)開(kai)始(shi)急(ji)劇(ju)冷(leng)卻(que)。再(zai)次(ci)泵(beng)入(ru)氦(hai)氣(qi)
，通(tong)過(guo)釓(ga)球(qiu)體(ti)表(biao)麵(mian)
，將(jiang)其(qi)熱(re)量(liang)傳(chuan)遞(di)給(gei)了(le)冷(leng)卻(que)後(hou)的(de)釓(ga)
，冷(leng)卻(que)後(hou)的(de)氦(hai)氣(qi)接(jie)著(zhe)流(liu)過(guo)放(fang)置(zhi)的(de)待(dai)液(ye)化(hua)氣(qi)體(ti)與(yu)其(qi)進(jin)行(xing)熱(re)交(jiao)換(huan)。這(zhe)裏(li)的(de)冷(leng)氦(hai)氣(qi)冷(leng)卻(que)了(le)過(guo)程(cheng)氣(qi)。這(zhe)一(yi)冷(leng)卻(que)循(xun)環(huan)重(zhong)複(fu)進(jin)行(xing)直(zhi)到(dao)目(mu)標(biao)氣(qi)體(ti)的(de)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)使(shi)其(qi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)液(ye)態(tai)的(de)冷(leng)卻(que)溫(wen)度(du)。

PNNL係統由美國能源部的能源效益事務處和可再生能源燃料電池科技部資助，其重要性體現在以下三個方麵：第一
，它無需單獨用預冷氣體的方法進行液化；第二，它實現了針對每個磁製冷材料的溫度差優化；最後它計劃達到比其他已提出的磁熱液化設計減少約87%的釓和其他磁致冷材料。近期
，西北太平洋國家實驗室（PNNL）成功在室溫條件下實現了丙烷的液化。

這個項目的下一步計劃是致力於實現提高溫度跨度來達到液化氫氣所需要的低溫。如果進展順利的話，西北太平洋國家實驗室(PNNL)預測這項製冷科技的能源利用率與現有的氫氣液化裝置相比將提高50%，或許這個高效新型製冷器將成為促進液氫的製備以及整個燃料電池汽車行業發展的有效推動力。