常见的手段是采用制冷机来主动提供冷量。从目前的技术水平来看,单纯依靠被动方法,难以实现地面应用的长期液氢无损储存和输运。因此,主动技术越来越引起工程界的普遍关注。主动技术应用主要包括以下几个方面。
①借助低温制冷机改进低温储罐的结构
2004年,M.S.哈伯布施等发明了一种“无排放液氢贮运系统”,其本质是利用低温制冷机冷却冷屏。贮槽系统结构为圆环形状(见图)。制冷系统包括一台两级脉管制冷机和两个紫铜螺旋管热力夹套,两个夹套分别与制冷机第一级和第二级相连,第二个夹套内获得液氢温区的低温,从而实现液氢的无损储存。
②直接采用低温制冷机冷却低温液体
直接使用低温制冷机提供冷量来平衡外界环境的漏热,从而避免了储罐内液体的蒸发和放空。低温液体从储罐中引出,流经低温制冷机的冷端换热器,经过冷却后的冷流体再经过喷射泵回到储罐。在制冷机和循环泵的联合工作下,可以实现低温液体的无损贮存。
③直接采用低温制冷机冷凝蒸发气
采用开式低温制冷循环或低温制冷机对低温液体储罐内的蒸发气体进行再冷凝。例如美国中佛罗里达大学太阳能中心设计了一套小型液氢无损贮存系统并开展了原理性实验研究,将蒸发的氢气从储罐集中引出,利用低温制冷机或制冷循环将其再冷凝后送回储罐,成功实现液氢零蒸发。