镁基固态储氢技术产业化提速 .
2024-02-04 16:26 来源: 中国能源报
近日，氢枫（中国）与宝武镁业举行镁基固态储氢战略合作签约仪式，双方将聚焦镁基固态储氢技术和镁基固态储氢应用等进行战略合作。业内人士认为，经过近几年的探索，镁基固态储氢已成为最具前景的氢能储运技术之一，目前正逐步走向小规模应用。加速镁基固态储氢技术的产业化应用，将有效缓解氢能在储运方面的困难，成为打破氢能储运技术与成本瓶颈的重要解决方案之一。
●●兼具安全性和高效率
“储氢一般分为气态、液态、固态三种方式，对于大规模氢存储和运输，镁基固态储氢材料算是产业‘新秀’。”上海交通大学材料科学与工程学院教授邹建新对《中国能源报》记者表示，如果想把气态氢体积做得很小就必须不断施加压力，风险性也会随着压力的提升而逐渐增大。同时，由于氢分子非常小，在非常高的压力下，存在缓慢泄漏的风险，而将氢固化在镁材料中，固态体积可以做得非常小，使用过程也更加安全。
“镁基材料的质量储氢密度和体积储氢密度都比较高，更小的体积和更轻的重量能储运更多氢。因此，镁基材料特别适合长距离安全存储和运输氢，这是镁基材料在性能方面的重要优势之一。”邹建新表示。
氢枫（中国）首席技术官宣锋认为，固态储氢的最大优势在于安全性，镁基固态储氢材料是在常温常压下储运氢气，无高压相关的风险，而且由于是固态储运，不需要像液氢一样尽快用完，可以进行长时间储存，因此，镁基固态储氢材料可满足大规模、长距离、跨时间的储运需求。
“在原材料储量方面，我国镁的产量非常大，年产量约占全球总产量的85%以上，因此，在镁基材料方面我们有着天然的资源和成本优势，大规模应用没有产量及成本限制。在技术方面，镁基储氢材料具有反应相对简单、无副产物且可控性良好的优势。同时，镁基储氢材料易于回收且回收率高，对环境友好。”邹建新表示。
●●匹配多元应用场景
在应用端，镁基固态储氢技术在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备巨大应用潜力。
在长距离运输方面，尤其是超过150公里以上的运输场景，镁基固态储氢是最为理想的储运方案之一。宣锋指出：“如果需氢端距离和供氢端距离比较长，用高压氢成本会比较大。同时，高压氢单车运氢质量为300多公斤，而镁基固态储氢单车能够达1吨至1.5吨，是高压气氢车的3—5倍，运输成本更为节约。”
“基于高安全性和高储氢密度，在可再生能源制氢场景中，镁基固态储氢技术能有效解决可再生能源间歇性、波动性和季节性难题，为可再生能源制氢应用场景提供大规模氢气存储技术。”宣锋表示。
“不过，当前对于镁基固态储氢材料而言，主要缺点是释放氢的温度比较高，需要达到300摄氏度以上，且在这个过程当中会产生一定能耗。”邹建新指出，通过结合后端应用场景，能够解决能耗大的问题。“比如，在氢冶金过程中会产生很多余热；再如，氢燃气轮机发电时也会产生很多余热，把余热拿来给镁基材料进行放氢利用，就能降低能耗。”
邹建新指出，镁基固态储氢技术与后端应用场景更好结合，还要进行很多研究工作，比如，不同应用场景对氢的纯度、温度、压力等都有不同要求，如何进行余热匹配、温度匹配、压力匹配等，并最大程度降低能耗，更加安全、高效，需要进一步研究探索。
●●量产有望进入新阶段
事实上，早在2022年，氢枫（中国）全球首条镁基固态储氢材料试生产线就已在河南新乡高新区投产。2023年，氢枫（中国）研发制造宜兴基地开工，进一步扩大镁基固态储氢材料的生产规模。
“此前，由于氢能发展处于起步阶段，氢一般用在工业原料中，如今氢既是工业原料，又可作为能源，应用领域拓宽的同时，应用场景也变得更多了。”宣锋表示，镁基固态储氢技术已经过多年沉淀，加之能够适用于多个应用场景，具备巨大发展潜力。
邹建新表示，镁基固态储氢材料使用不锈钢储氢瓶，相比碳纤维储氢瓶价格更低，整体成本也不会很高。目前，国内镁基材料的产业化发展还处于起步状态，没有开始大规模量产。“不过，部分氢能企业已经开始合作进行生产线建设，实现大规模生产后成本会大幅下降。未来，随着氢能产业快速发展，会进一步拉动镁基固态储氢材料需求提升。”
镁基固态储氢材料何时可以实现产业化发展？受访专家不约而同地指出，2024年将是镁基固态储氢材料的规模化生产和应用“元年”，随着氢能产业快速发展，大规模氢储运需求将不断提升，带动镁基固态储氢材料迎来巨大发展机遇。
宣锋进一步强调，镁基固态储氢是比较新的事物，也是未来氢气储运发展的趋势之一，需要相关法律法规的补足，包括企业标准、团体标准甚至国家标准的制定，为产品大规模应用扫清法规层面的障碍。
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