中国石化报
日期:01-15
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氢能作为清洁能源,“成为实现碳中和的必要途径”已是业内共识。然而,氢能想要得到广泛应用,还存在一个不得不面对的行业挑战:氢的储运难题。
“目前氢能储运已成为我国氢能发展的瓶颈。”上海交通大学教授邹建新指出,为了攻克难题,他带领团队一门心思“扎进”了镁基储运材料的研究当中。
经过调研,邹建新发现镁基材料有几大优势。第一是资源优势,我国镁产量占全球90%以上,作为常见金属,价格便宜,不受进出口限制。第二是性能优势,镁基材料的储氢密度最大可达7.6wt% ,安全指数高,还可实现多种方式放氢。第三是技术优势,其释放氢的过程属于简单反应,无副产物,控制性良好,还可以实现高纯度释放。第四是环境优势,镁是一种可回收材料,对环境友好。
然而,镁金属固然“物美价廉”,但作为一种活泼金属,同样存在一些问题,比如在吸放氢过程中会变大、在比较高的温度下容易膨胀粉化等,容易减少吸放氢的容量、减缓速度。为保持稳定性,邹建新团队在通过“材料设计—材料试验—小型装置原型试验—中大型储氢装置”等一系列开发流程后,终于研发出了可量产的镁基固态储氢材料。
第一种是氢化镁粉末,目前年产能力10吨,特点是适用于高储氢密度(15.2wt%),可长期储存,主要用于水下潜航器、无人机等应用场景。
第二种是多孔镁基储氢颗粒,可年产100吨。目前能实现储氢密度大于6wt%,循环使用寿命大于3000次,能有效净化含一氧化碳、硫化氢等杂质的氢气,可用于氢气规模储运等场景。
“我们目前已实现了吨级镁基固态储氢车的生产。它操作简单且灵活,同时还具备高安全、低成本等优势,储氢量也非常高,单车储存1吨以上的氢气,是传统车的3倍,循环寿命在3000次以上,达到国际领先水平。”邹建新表示,未来,镁基固态储氢必然会发挥巨大作用,帮助氢能源实现长期、高效、安全的存储。