摘要:企業(yè)為何紛紛押注固態(tài)儲氫?
固態(tài)儲氫有著儲氫密度高、工作壓力低、安全性能好等優(yōu)勢,被認(rèn)為是未來高密度儲存和安全氫能利用的發(fā)展方向。今年以來,固態(tài)儲氫發(fā)展呈加快趨勢。
比如氫儲能源在河南新鄉(xiāng)高新區(qū)鎂合金高密度儲氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目的全球首條生產(chǎn)線建成投產(chǎn)測試;圣元環(huán)保與淮南市煤化工園區(qū)管委會就圣元綠能固態(tài)儲氫系統(tǒng)活化及應(yīng)用項目簽訂合作協(xié)議;成都厚普氫能裝備產(chǎn)業(yè)園項目正式開工,其中包括低壓固態(tài)儲氫裝備基地;安泰創(chuàng)明、新氫動力、永安行、攀業(yè)氫能、氫哇出行等也推出了應(yīng)用固態(tài)儲氫技術(shù)的氫能叉車、兩輪車。
押注固態(tài)儲氫
氫能儲運作為氫能產(chǎn)業(yè)的中間環(huán)節(jié),對氫能的商業(yè)化運營極為關(guān)鍵?,F(xiàn)有的氫儲運方式主要有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、固體材料儲氫及有機液體儲氫四種。在氫能儲運亟待降本增效的背景下,固態(tài)儲氫既能大幅提高體積儲氫密度,又可以保障氫氣的安全應(yīng)用,這兩方面的優(yōu)勢吸引了多家企業(yè)入局:
氫儲能源是上海交通大學(xué)材料學(xué)院丁文江院士團隊與氫楓能源共同建立的高科技企業(yè)。今年4月,氫儲科技的首條鎂基固態(tài)儲氫裝置生產(chǎn)線在河南新鄉(xiāng)高新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)園建成并投產(chǎn)測試。此外,氫儲科技還計劃建設(shè)6條鎂基固態(tài)儲氫設(shè)備、儲氫裝置生產(chǎn)線,全部達產(chǎn)后,可年產(chǎn)鎂基固態(tài)儲氫設(shè)備約720套。
8月,圣元環(huán)保與淮南市煤化工園區(qū)管委會就圣元綠能固態(tài)儲氫系統(tǒng)活化及應(yīng)用項目簽訂合作協(xié)議,計劃在淮南市煤化工園區(qū)投資建設(shè)綠能固態(tài)儲氫系統(tǒng)活化及應(yīng)用等4個項目,其中包括建設(shè)鈦-鐵系固態(tài)儲氫材料及模塊活化生產(chǎn)線。
10月,廈鎢新能擬投資1億元設(shè)立全資子公司廈門廈鎢氫能科技有限公司(簡稱“氫能公司”),并擬向氫能公司以1.6457億元協(xié)議轉(zhuǎn)讓公司所持有的貯氫合金材料相關(guān)業(yè)務(wù)資產(chǎn)。
同樣在10月,厚普股份表示,公司低壓固態(tài)儲氫裝備進入合金試生產(chǎn)階段,這款低壓固態(tài)儲氫裝備是基于釩基固態(tài)儲氫合金技術(shù)新拓展的儲能產(chǎn)業(yè)路線。
產(chǎn)品應(yīng)用方面,目前采用固態(tài)儲氫技術(shù)的產(chǎn)品主要應(yīng)用于兩輪車。5月,安泰創(chuàng)明在深圳順利投運使用1L固態(tài)儲氫瓶的氫能外賣車,每次充氫110克,續(xù)航里程長達120公里;當(dāng)月,創(chuàng)明(韶關(guān))研究院也推出了“氫哇出行”氫能兩輪車,該款氫能兩輪車采用安全高能量密度固態(tài)儲氫材料為氫源。
9月,永安行氫能自行車Y400正式上市,該車型采用了額定功率為300W的燃料電池系統(tǒng)及低壓AB5合金固態(tài)儲氫裝置;10月,攀業(yè)氫能25輛氫能共享兩輪車正式試運營,該型號氫能共享兩輪車采用金屬氫化物固態(tài)儲氫技術(shù),具有充放氫壓力低、安全性強、體積儲氫密度高等優(yōu)點。
此外,固態(tài)儲氫也被應(yīng)用到叉車中。今年4月,新氫動力發(fā)布一款搭載固態(tài)金屬儲氫燃料電池叉車,是全球首款固態(tài)金屬儲氫技術(shù)與工業(yè)叉車相結(jié)合的實質(zhì)性應(yīng)用產(chǎn)品。
整體來看,固態(tài)儲氫的發(fā)展在迅速升溫。
如何攻克挑戰(zhàn)?
固態(tài)儲氫技術(shù)相對于其他儲氫方式較為前沿,儲運成本適中,在中長距離的運輸上優(yōu)勢明顯。但由于處于發(fā)展初期,固態(tài)儲氫技術(shù)還需要攻克以下挑戰(zhàn):
材料方面,目前固體儲氫用到的儲氫材料主要是金屬合金,比如鎂系儲氫合金、鐵系儲氫合金、鈦系儲氫合金等。雖然金屬合金儲氫技術(shù)相對成熟,但還是存在重量儲氫率偏低、吸放氫溫度高、可逆性較差等缺點,難以滿足車載儲氫的技術(shù)要求。
此外,儲氫材料成本偏高也制約了固體儲氫進一步商業(yè)化,儲氫材料成品率低、金屬原料價格波動大等問題都有待解決。面向未來,企業(yè)應(yīng)該進一步開發(fā)性能更優(yōu)、造價更低的儲氫媒介,固態(tài)儲氫的應(yīng)用市場規(guī)模才能擴大。
技術(shù)方面,固態(tài)儲氫的主流材料技術(shù)仍是金屬氫化物。金屬氫化物是通過吸收熱量來析出氫氣的,因此制約其技術(shù)應(yīng)用的一點是放氫溫度要求很高,需要達到250℃以上。為了解決固態(tài)儲氫需要高溫環(huán)境的問題,國內(nèi)的專家學(xué)者都在探索各種方法來調(diào)控其吸放氫溫度、速度和吸放氫循環(huán)性能,但目前還停留在實驗階段,實際應(yīng)用還需要時間。對此,企業(yè)要和專業(yè)院校合作,在技術(shù)攻關(guān)上一起創(chuàng)新,克服技術(shù)難點。
應(yīng)用方面,固態(tài)儲氫整體處于研發(fā)示范的早期階段,應(yīng)用項目主要聚焦在電化學(xué)儲氫、儲氫裝置、氫壓縮機等儲能環(huán)節(jié),在規(guī)模較大的運氫項目上受制于大體積、高成本等問題仍需要進一步完善。固態(tài)儲氫應(yīng)用場景缺少的問題有待解決,需要企業(yè)更積極地探索和挖掘固態(tài)儲氫的優(yōu)勢應(yīng)用場景。
高密度儲存和安全儲運是當(dāng)前氫能應(yīng)用面臨的主要瓶頸,市場需要更經(jīng)濟、更安全的氫能儲運技術(shù),而具備高密度、高安全性特點的固態(tài)儲氫技術(shù)正好能提供相應(yīng)的解決方案。隨著氫能企業(yè)對固態(tài)儲氫在研發(fā)和應(yīng)用上的不斷探索,一旦解決推廣難題,固態(tài)儲氫將在未來氫能多元化儲運體系中占據(jù)重要地位。
原標(biāo)題:固態(tài)儲氫“升溫”