2月13日晚，中國工程院院士陳學(xué)東在JME學(xué)院網(wǎng)絡(luò)公開課做“我國氫能儲運裝備技術(shù)進(jìn)展”的報告。

面對1.2萬人線上參與者，陳學(xué)東院士明確指出，金屬常溫高壓氫脆問題可能被高估，大可不必“談氫色變”。

眾所周知，氫能在我國被定位為面向未來的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。“在規(guī)范設(shè)計條件下，氫能儲運裝備的安全問題總體可控，氫能產(chǎn)業(yè)當(dāng)前主要問題是通過技術(shù)迭代降低成本。”陳學(xué)東說。

值得指出的是，陳學(xué)東院士是合肥通用機(jī)械研究院院長，中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司黨委常委、副總經(jīng)理 、總工程師，長期從事壓力容器與管道安全工程技術(shù)的研究與應(yīng)用。今年1月20日國務(wù)院總理李強(qiáng)主持召開專家、企業(yè)家和教科文衛(wèi)體等領(lǐng)域代表座談會，聽取對《政府工作報告（征求意見稿）》的意見建議時，陳學(xué)東院士就在列。

1 氫脆為什么不是個事兒

所謂‌氫脆，‌是指金屬材料在吸收氫原子后，導(dǎo)致其機(jī)械性能下降的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為韌性降低、脆性增加，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致材料在低于設(shè)計負(fù)載的情況下突然斷裂。

通俗理解，氫分子變成氫原子，鉆進(jìn)金屬的微觀縫隙里，當(dāng)金屬受到外力比如拉伸、壓力時，讓金屬開裂，甚至斷裂。

受高溫高壓臨氫設(shè)備研究結(jié)論和使用經(jīng)驗影響，人們一直擔(dān)心金屬常溫高壓氫脆問題。

但是陳學(xué)東院士指出，“大量研究和實踐表明，200℃以下、35MPa以下氫環(huán)境不易導(dǎo)致金屬氫脆，室溫基本無影響。”陳學(xué)東院士用身邊事實舉例，合肥通用機(jī)械研究院的石化裝置，大量壓力容器和管道在此條件下安全服役超過40年。

合肥通用院針對Q345R、30CrMo、X80等壓力容器與管道常用鋼開展系列試驗，包括常溫高壓充氫、慢應(yīng)變速率拉伸、WOL試樣氫致開裂應(yīng)力強(qiáng)度因子門檻值等。

比如常溫高壓、超高壓充氫實驗情況如下：

常溫35MPa氫環(huán)境：氫幾乎無法滲透進(jìn)入Q345R、30CrMo、X80鋼

常溫70MPa氫環(huán)境：氫仍然難以滲透進(jìn)入Q345R、30CrMo、X80鋼，最大氫濃度增加0.16ppm30CrMo.

常溫110MPa氫環(huán)境：氫少量進(jìn)入30CrMo鋼（增加0.40ppm）,但仍難進(jìn)入Q345R、X80鋼(增加0.04~0.11ppm)

其他兩種實驗均無大的影響。因此，以上三種實驗結(jié)論是：

常溫、35MPa氫環(huán)境:對金屬材料服役性能無明顯影響

常溫、70MPa氫環(huán)境:對金屬材料服役性能影響不大

常溫、110MPa氫環(huán)境:對金屬材料服役性能影響可以接受

陳學(xué)東院士認(rèn)為，需進(jìn)一步發(fā)展金屬氫脆微觀表征與模擬計算方法，探尋金屬常溫高壓氫脆的壓力“拐點”。

至于常溫超高壓或常溫高壓高流速儲氫條件下，氫脆臨界壓力也有待進(jìn)一步研究。

2 氫能儲運技術(shù)路線選擇

陳學(xué)東院士預(yù)計，2025年內(nèi)我國有望解決高壓儲氫，2030年解決液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫，2035年解決多元化儲氫的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)自主可控問題。

對于目前出現(xiàn)的氫能儲運氨-氫路線、甲醇路線，陳學(xué)東院士認(rèn)為，“技術(shù)實現(xiàn)沒有難度，經(jīng)濟(jì)性、安全性、碳減排貢獻(xiàn)需進(jìn)一步分析。”

陳學(xué)東院士認(rèn)為，氨-氫路線、甲醇路線，主要還是適合用于氫的遠(yuǎn)洋國際運輸。

而對于車載燃料氣瓶，陳學(xué)東院士認(rèn)為無需頻繁定期在役檢驗，只需實時監(jiān)控泄漏即可。

       原文標(biāo)題 : 權(quán)威院士：氫脆被高估了！