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在近日舉辦的第十二屆中國國際儲能大會上，新一代儲能材料——鎂基材料因資源豐富、能量密度高、利用成本低、安全性好、環(huán)境友好的特點引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。中國工程院院士、國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心主任潘復(fù)生表示，高效安全的儲能技術(shù)是全球新能源開發(fā)與應(yīng)用的重大技術(shù)瓶頸，鎂基儲氫材料是金屬固態(tài)儲氫材料中儲氫密度最高的，一旦大規(guī)模應(yīng)用，將根本上改變傳統(tǒng)儲能模式中效率低、成本高、安全性差等問題。

新一代儲能技術(shù)迫在眉睫

記者采訪獲悉，目前，國際上電化學儲能的平均占比不到1%，我國的電化學儲能則占了儲能行業(yè)將近9%。在技術(shù)層面，市場關(guān)注點主要在鋰離子電池儲能、液流電池和抽水蓄能方面，對其他新型儲能技術(shù)以及混合儲能技術(shù)發(fā)展的關(guān)注度比較低。

“中國工程院研究認為，到2050年，可再生能源裝機容量可以比2020年增加10倍，需要大量的能源儲存，按照目前的儲能量遠遠不夠，現(xiàn)有儲能技術(shù)遇到了嚴重的瓶頸。”潘復(fù)生表示，例如，鋰離子電池資源短缺、安全隱患、污染等問題尚未根本解決。國家能源局綜合司近日發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2022年版）征求意見稿》特別提出：“中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。”這無疑對鋰電池的發(fā)展提出了更為嚴格的要求。

潘復(fù)生認為，新一代儲能材料與裝備的發(fā)展，是未來大規(guī)模應(yīng)用新型儲能技術(shù)的基礎(chǔ)和保障，新一代儲能材料具備安全、低成本、環(huán)境友好、資源豐富的特性。現(xiàn)在研究較多的是新一代電池、新一代固態(tài)儲氫技術(shù)、新一代機械儲能、重力儲能等。“例如，鎂合金儲能材料的研發(fā)有助于實現(xiàn)固體形式儲氫，未來氫燃料可以做成干電池在商店售賣。”

為什么研究鎂儲能材料？

談及緣何研究鎂基儲能材料？潘復(fù)生表示，首先，我國鎂礦資源非常豐富，占世界鎂礦資源的70%。其次，鎂資源具有新能源潛力，其強度高于鋁合金和鋼鐵，鎂合金不僅是高效、安全的儲運氫材料，還是環(huán)保高密度的安全電池材料。

“鎂儲氫能力非常強，儲氫密度是氣態(tài)氫的1000倍、液態(tài)氫的1.5倍。”潘復(fù)生表示，由于鎂及鎂金屬是常溫常壓，所以安全性遠高于氣態(tài)和業(yè)態(tài)儲氫。此外，鎂儲氫還可純化氫氣。據(jù)悉，鎂固態(tài)儲氫材料在儲氫過程當中可以轉(zhuǎn)化為99.999%的綠氫。鎂本身也是綠色制氫材料，如果把鎂和水相結(jié)合，1克鎂相當于2升氫氣，它的儲氫率可以達到15.2%。

據(jù)了解，近幾年，全球鎂及鎂合金的研究呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。我國也已經(jīng)成為全球重要的鎂生產(chǎn)國、應(yīng)用國和研究國，在國際上具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。

鎂產(chǎn)業(yè)有望達萬億級

在潘復(fù)生看來，鎂合金作為一種綠色金屬材料，最有“錢景”。鎂的成本只有鋰的1/25左右，鎂離子電池有望替代目前大范圍使用的鋰電池。“鎂領(lǐng)域技術(shù)一旦成熟，將帶領(lǐng)鎂產(chǎn)業(yè)由目前的百億級市場直接升級為萬億級市場。”

不過，目前，資源有限、成本高、安全性問題沒有根本解決是制約鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題。相比而言，鎂電池成本低、安全性高、燃料密度與鋰電池相當，業(yè)內(nèi)認為鎂電池可能成為電池領(lǐng)域的顛覆者。例如，作為負極來說，鎂電池是現(xiàn)在商用鋰電池負極的6倍。

“鎂離子電池發(fā)展的時間相對較短。”潘復(fù)生表示，“我們做了很多鎂產(chǎn)業(yè)化的前期工作，例如，負極材料、電解液、正極材料等多領(lǐng)域多角度研究。特別是我們研究的正極材料，燃料密度可以超過每公斤500萬千瓦時，而成本只有目前磷酸鐵鋰一半左右。今年，我們團隊研發(fā)了一種低成本、高電壓、長壽命的鎂電池正極材料，循環(huán)壽命可達到1萬次。下一步，我們將開展鎂基材料加氫站、運氫車、純化儲氫一體化、分布式儲能、動力電池五方面示范研究。”

原標題： 中國工程院院士潘復(fù)生： 鎂基材料將成下一個儲能風口