我国首套氦制冷氢液化系统研制成功

近日，中国航天科技集团第六研究院101所研制的我国首套具有自主知识产权的吨级氦膨胀制冷氢液化系统调试成功，产出的液氢中仲氢含量达97.4%，产品质量达国际先进水平。不仅在保障氢氧型运载火箭燃料供给具有重要的战略意义，同时为我国氢能产业氢的规模化储存、运输提供了自主可控的技术和装备。

该套系统设计产量1.5吨/天，包括透平膨胀机、控制系统、压缩机、正仲氢转化器等核心设备，90%以上采用国产设备，填补了我国基于氦膨胀制冷液氢规模化生产的空白。

航天六院101所所长王成刚介绍，经过研发人员400多天连续攻关，他们攻克了基于氦制冷的氢液化工艺、高效大功率氦透平膨胀机、高性能正仲氢转化、氢液化冷箱结构与制造工艺、氢液化系统控制逻辑等多项关键技术。“这些关键技术的突破，夯实了中国航天在液氢领域的理论和技术装备领跑地位，同时使我国在液氢关键技术及装备领域有了更加充分的自主话语权。”王成刚说。

据了解，氢按照氢分子内原子核自旋方向分为正氢和仲氢，仲氢含量越高越有利于液氢的长期存储。为获得稳定的液氢，需要在液化过程中进行正仲氢转化处理。对此，航天六院自主开发了正仲氢转化催化剂，建立了催化剂生产线。同时，成功开发以氦气双透平膨胀制冷、常压液氮预冷、六级正仲氢转化为基础的自主化氢液化工艺路线，通过联合调试验证了氢液化工艺的可靠性。

在此基础上，航天六院围绕液氢制备、储存、运输、供给核心技术，近年来还建成我国首座液态储氢液氢加氢站，与高校、企业联合开发我国首套重型卡车车载液氢供氢系统，打通氢液态化高效储运和供给示范产业链，助力产业推广应用。解决了氢能应用领域亟待突破的高效储、运装备难题，逐渐摆脱进口设备依赖，为氢能产业发展提供了强有力的技术和装备支撑。

此前，全球液氢规模化生产技术主要掌握在林德、法液空、AP、普莱克斯、俄罗斯深冷等国外企业，我国液氢规模化生产关键技术装备一直依赖进口。

王成刚表示，将进一步优化既有技术成果，降低能耗，提高并验证系统运行可靠性。加快现有成熟氢液化系统推广应用，及时为社会提供技术支撑和装备及运营保障，推动液氢规模化应用。并逐步向10吨/天、30吨/天等更大规模、更高效的氢液化技术迈进，实现大规模氢液化装置落地。

链接 航天六院101所是我国唯一的液氧液氢火箭发动机试验中心。长征五号使用的大推力液氧液氢发动机、长三甲系列运载火箭三级主发动机均在此通过试验考核。近年来，航天六院101所在氢能基础设施领域不断深耕，开发了航天科技集团首套标准化模块式加氢站，建立了我国首个氢液化透平膨胀机测试平台，建成了国内第一个70MPa高压储氢气瓶检测平台，完成首例车载液氢瓶火烧和爆破试验，为氢能产业发展提供了有力支撑。（李军）