氫儲能

在能源安全和環(huán)境保護(hù)等挑戰(zhàn)不斷嚴(yán)峻的背景下，我國正在積極推動能源轉(zhuǎn)型。氫能作為發(fā)展?jié)摿薮蟮亩吻鍧嵞茉矗瑢⒃谖磥砟茉唇Y(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。然而，每當(dāng)人們談?wù)摎淠茉磿r(shí)，總有一個(gè)關(guān)鍵話題無法回避：儲存和運(yùn)輸。

氫儲運(yùn)技術(shù)是控制氫氣成本的重要環(huán)節(jié)，它貫穿了產(chǎn)業(yè)鏈中氫氣的生產(chǎn)和利用的全過程。由于氫氣具有能量密度高、重量輕、易散失以及易與物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等特點(diǎn)，其在儲運(yùn)方面面臨很多挑戰(zhàn)。

常用的儲氫技術(shù)包括物理儲氫、化學(xué)儲氫和其他儲氫方式，通常認(rèn)為，物理儲氫技術(shù)成熟可靠，而化學(xué)儲氫更具前瞻性。金屬氫化物儲氫作為化學(xué)儲氫的重要發(fā)展方向，常用的儲氫合金材料有鑭鎳系、鈦鐵系、鎂系。

金屬氫化物儲氫技術(shù)比較

鎂基固態(tài)儲氫材料優(yōu)勢

儲氫容量較高，在能源儲存和運(yùn)輸領(lǐng)域等大容量儲能的應(yīng)用場景前景廣闊；

良好的可逆性，這一特性為其在長期應(yīng)用中提供了可靠性，并增加了其使用壽命；

較低的成本，使得鎂系合金儲氫更具市場競爭力；

廣泛的可用性，適用于便攜式電子設(shè)備、汽車等行業(yè)。

圖1：核殼納米鎂基儲氫材料常見的合成方法

鎂基儲氫大事件

2023年10月

氫楓（中國）研發(fā)制造宜興基地總投資25億元，用地面積約90畝，總規(guī)劃建筑面積約10萬平方米。

4月發(fā)布第一代噸級鎂基固態(tài)儲運(yùn)氫車（MH-100T），正式交付客戶。

2023年5月

重慶大學(xué)、寶鋼金屬、云海金屬三方攜手推進(jìn)的《中溫高密度低成本鎂基固態(tài)儲氫材料產(chǎn)品研發(fā)及中試》項(xiàng)目正式啟動，助推鎂產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。

2022年4月

氫儲（新鄉(xiāng)）能源科技有限公司首條鎂基固態(tài)儲氫裝置生產(chǎn)線建成投產(chǎn)測試，6條產(chǎn)線全部投產(chǎn)后，可年產(chǎn)鎂基固態(tài)儲氫設(shè)備約720套。

2021年4月

重慶大學(xué)與廣東省國研科技研究中心有限公司“固態(tài)鎂基儲氫材料及技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”重大合作項(xiàng)目正式簽約，雙方計(jì)劃未來共計(jì)投入5億元，力爭早日在儲能材料開發(fā)和應(yīng)用上取得關(guān)鍵突破。

2019年10月

如皋經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)與氫儲(上海)能源科技有限公司合作項(xiàng)目在氫能小鎮(zhèn)正式簽約，公司計(jì)劃在氫能小鎮(zhèn)設(shè)立一個(gè)鎂基固態(tài)儲氫制造基地，總投資2.4億元。

國內(nèi)技術(shù)前沿

大連化學(xué)物理研究所（DICP）

DICP研究團(tuán)隊(duì)成功預(yù)測了94種金屬有機(jī)氫化物，并計(jì)算了其熱力學(xué)性質(zhì)，篩選出20余種具有應(yīng)用前景的材料。

他們合成的吲哚鋰可以在100攝氏度下完成加氫脫氫循環(huán)，理論儲氫容量達(dá)6.1質(zhì)量百分比，其加脫氫熱力學(xué)性能與理論計(jì)算十分接近。

上海交通大學(xué)

（SJTU）

鄒建新教授團(tuán)隊(duì)在先進(jìn)納米鎂復(fù)合儲氫材料方面取得重要進(jìn)展。“納米限域”被認(rèn)為是一種提高鎂基儲氫材料性能的有效途徑，可提升熱／動力學(xué)性能。

由于具有高比表面積、良好的化學(xué)/物理穩(wěn)定性、較高的熱導(dǎo)率、及優(yōu)異的催化作用等特點(diǎn)，二維過渡金屬碳/氮化物（MXenes）材料被認(rèn)為是限域MgH2/Mg的理想材料。

當(dāng)前由于MXenes表面的含氧化學(xué)基團(tuán)（-OH、-O等）引起的納米片層間堆疊問題及氧化問題，利用MXenes負(fù)載納米MgH2來提高其儲氫性能仍在研究階段。