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近日，氫楓（中國(guó)）與寶武鎂業(yè)舉行鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫戰(zhàn)略合作簽約儀式，雙方將聚焦鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)和鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫應(yīng)用等進(jìn)行戰(zhàn)略合作。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，經(jīng)過近幾年的探索，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫已成為最具前景的氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)之一，目前，正逐步走向小規(guī)模應(yīng)用。加速鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將有效緩解氫能在儲(chǔ)運(yùn)方面的困難，成為打破氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與成本“瓶頸”的重要解決方案之一。

兼具安全性和高效率

“儲(chǔ)氫一般分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)3種方式，對(duì)于大規(guī)模氫存儲(chǔ)和運(yùn)輸，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料算是產(chǎn)業(yè)‘新秀’。”上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授鄒建新表示，要想把氣態(tài)氫體積做得很小就必須不斷施加壓力，風(fēng)險(xiǎn)性也會(huì)隨著壓力的提升而逐漸增大。同時(shí)，由于氫分子非常小，在高的壓力下，存在緩慢泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，而將氫固化在鎂材料中，固態(tài)體積可以做得非常小，使用過程也更加安全。

“鎂基材料的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度都比較高，更小的體積和更輕的重量能儲(chǔ)運(yùn)更多氫。因此，鎂基材料特別適合長(zhǎng)距離安全存儲(chǔ)和運(yùn)輸氫，這是鎂基材料在性能方面的重要優(yōu)勢(shì)之一。”鄒建新表示。

氫楓（中國(guó)）首席技術(shù)官宣鋒認(rèn)為，固態(tài)儲(chǔ)氫的最大優(yōu)勢(shì)在于安全性，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料是在常溫常壓下儲(chǔ)運(yùn)氫氣，無(wú)高壓相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，而且由于是固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)，不需要像液氫一樣盡快用完，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。因此，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料可滿足大規(guī)模、長(zhǎng)距離、跨時(shí)間的儲(chǔ)運(yùn)需求。

“在原材料儲(chǔ)量方面，我國(guó)鎂產(chǎn)量非常大，年產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的85%以上。因此，在鎂基材料方面我們有著天然的資源和成本優(yōu)勢(shì)，大規(guī)模應(yīng)用沒有產(chǎn)量及成本限制。在技術(shù)方面，鎂基儲(chǔ)氫材料具有反應(yīng)相對(duì)簡(jiǎn)單、無(wú)副產(chǎn)物且可控性良好的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，鎂基儲(chǔ)氫材料易于回收且回收率高，對(duì)環(huán)境友好。”鄒建新表示。

匹配多元應(yīng)用場(chǎng)景

在應(yīng)用端，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)在氫冶金、氫儲(chǔ)能、氫化工、分布式發(fā)電等方面都具備巨大應(yīng)用潛力。

在長(zhǎng)距離運(yùn)輸方面，尤其是超過150公里的運(yùn)輸場(chǎng)景，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫是最為理想的儲(chǔ)運(yùn)方案之一。宣鋒指出：“如果需氫端距離和供氫端距離比較長(zhǎng)，用高壓氫成本會(huì)比較大。同時(shí)，高壓氫單車運(yùn)氫質(zhì)量為300多公斤，而鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫單車能夠達(dá)到1噸~1.5噸，是高壓氣氫車的3~5倍，運(yùn)輸成本更為節(jié)約。”

“基于高安全性和高儲(chǔ)氫密度，在可再生能源制氫場(chǎng)景中，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)能有效地解決可再生能源間歇性、波動(dòng)性和季節(jié)性難題，為可再生能源制氫應(yīng)用場(chǎng)景提供大規(guī)模氫氣存儲(chǔ)技術(shù)。”宣鋒表示。

“不過，當(dāng)前對(duì)于鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料而言，主要缺點(diǎn)是釋放氫的溫度比較高，需要達(dá)到300攝氏度以上，且在這個(gè)過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生一定能耗。”鄒建新指出，通過結(jié)合后端應(yīng)用場(chǎng)景，能夠解決能耗大的問題。“比如，在氫冶金過程中會(huì)產(chǎn)生很多余熱，氫燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電時(shí)也會(huì)產(chǎn)生很多余熱，把余熱拿來給鎂基材料進(jìn)行放氫利用，就能降低能耗。”

鄒建新指出，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)與后端應(yīng)用場(chǎng)景更好地結(jié)合，還要進(jìn)行很多研究工作，比如，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)氫的純度、溫度、壓力等都有不同要求，如何進(jìn)行余熱匹配、溫度匹配、壓力匹配等，并最大程度降低能耗，更加安全、高效，需要進(jìn)一步研究探索。

量產(chǎn)有望進(jìn)入新階段

事實(shí)上，早在2022年，氫楓（中國(guó)）全球首條鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料試生產(chǎn)線就已在河南新鄉(xiāng)高新區(qū)投產(chǎn)。2023年，氫楓（中國(guó)）研發(fā)制造宜興基地開工，進(jìn)一步擴(kuò)大鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料的生產(chǎn)規(guī)模。

“此前，由于氫能發(fā)展處于起步階段，氫一般用在工業(yè)原料中，如今氫既是工業(yè)原料，又可作為能源，在應(yīng)用領(lǐng)域拓寬的同時(shí)，應(yīng)用場(chǎng)景也變得更多了。”宣鋒表示，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)已經(jīng)過多年沉淀，加之能夠適用于多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，具備巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

鄒建新表示，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料使用不銹鋼儲(chǔ)氫瓶，相比碳纖維儲(chǔ)氫瓶?jī)r(jià)格更低，整體成本也不會(huì)很高。目前，國(guó)內(nèi)鎂基材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還處于起步狀態(tài)，沒有開始大規(guī)模量產(chǎn)。“不過，部分氫能企業(yè)已經(jīng)開始合作進(jìn)行生產(chǎn)線建設(shè)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)后成本會(huì)大幅下降。未來，隨著氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，會(huì)進(jìn)一步拉動(dòng)鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料需求提升。”

鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料何時(shí)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展？受訪專家不約而同地指出，2024年將是鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料的規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用“元年”，隨著氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，大規(guī)模氫儲(chǔ)運(yùn)需求將不斷提升，帶動(dòng)鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料迎來巨大發(fā)展機(jī)遇。

宣鋒進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫是新鮮事物，也是未來氫氣儲(chǔ)運(yùn)發(fā)展的趨勢(shì)之一，需要健全相關(guān)法律法規(guī)，包括企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂，為產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用提供法律法規(guī)層面的保障。