镁基固态储氢技术产业化提速

2024年02月27日 10:35 7176次浏览 来源:   分类: 镁资讯

近日,氢枫(中国)与宝武镁业举行镁基固态储氢战略合作签约仪式,双方将聚焦镁基固态储氢技术和镁基固态储氢应用等进行战略合作。业内人士认为,经过近几年的探索,镁基固态储氢已成为最具前景的氢能储运技术之一,目前,正逐步走向小规模应用。加速镁基固态储氢技术的产业化应用,将有效缓解氢能在储运方面的困难,成为打破氢能储运技术与成本“瓶颈”的重要解决方案之一。

兼具安全性和高效率

“储氢一般分为气态、液态、固态3种方式,对于大规模氢存储和运输,镁基固态储氢材料算是产业‘新秀’。”上海交通大学材料科学与工程学院教授邹建新表示,要想把气态氢体积做得很小就必须不断施加压力,风险性也会随着压力的提升而逐渐增大。同时,由于氢分子非常小,在高的压力下,存在缓慢泄漏的风险,而将氢固化在镁材料中,固态体积可以做得非常小,使用过程也更加安全。

“镁基材料的质量储氢密度和体积储氢密度都比较高,更小的体积和更轻的重量能储运更多氢。因此,镁基材料特别适合长距离安全存储和运输氢,这是镁基材料在性能方面的重要优势之一。”邹建新表示。

氢枫(中国)首席技术官宣锋认为,固态储氢的最大优势在于安全性,镁基固态储氢材料是在常温常压下储运氢气,无高压相关的风险,而且由于是固态储运,不需要像液氢一样尽快用完,可以进行长时间储存。因此,镁基固态储氢材料可满足大规模、长距离、跨时间的储运需求。

“在原材料储量方面,我国镁产量非常大,年产量约占全球总产量的85%以上。因此,在镁基材料方面我们有着天然的资源和成本优势,大规模应用没有产量及成本限制。在技术方面,镁基储氢材料具有反应相对简单、无副产物且可控性良好的优势。同时,镁基储氢材料易于回收且回收率高,对环境友好。”邹建新表示。

匹配多元应用场景

在应用端,镁基固态储氢技术在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备巨大应用潜力。

在长距离运输方面,尤其是超过150公里的运输场景,镁基固态储氢是最为理想的储运方案之一。宣锋指出:“如果需氢端距离和供氢端距离比较长,用高压氢成本会比较大。同时,高压氢单车运氢质量为300多公斤,而镁基固态储氢单车能够达到1吨~1.5吨,是高压气氢车的3~5倍,运输成本更为节约。”

“基于高安全性和高储氢密度,在可再生能源制氢场景中,镁基固态储氢技术能有效地解决可再生能源间歇性、波动性和季节性难题,为可再生能源制氢应用场景提供大规模氢气存储技术。”宣锋表示。

“不过,当前对于镁基固态储氢材料而言,主要缺点是释放氢的温度比较高,需要达到300摄氏度以上,且在这个过程当中会产生一定能耗。”邹建新指出,通过结合后端应用场景,能够解决能耗大的问题。“比如,在氢冶金过程中会产生很多余热,氢燃气轮机发电时也会产生很多余热,把余热拿来给镁基材料进行放氢利用,就能降低能耗。”

邹建新指出,镁基固态储氢技术与后端应用场景更好地结合,还要进行很多研究工作,比如,不同应用场景对氢的纯度、温度、压力等都有不同要求,如何进行余热匹配、温度匹配、压力匹配等,并最大程度降低能耗,更加安全、高效,需要进一步研究探索。

量产有望进入新阶段

事实上,早在2022年,氢枫(中国)全球首条镁基固态储氢材料试生产线就已在河南新乡高新区投产。2023年,氢枫(中国)研发制造宜兴基地开工,进一步扩大镁基固态储氢材料的生产规模。

“此前,由于氢能发展处于起步阶段,氢一般用在工业原料中,如今氢既是工业原料,又可作为能源,在应用领域拓宽的同时,应用场景也变得更多了。”宣锋表示,镁基固态储氢技术已经过多年沉淀,加之能够适用于多个应用场景,具备巨大发展潜力。

邹建新表示,镁基固态储氢材料使用不锈钢储氢瓶,相比碳纤维储氢瓶价格更低,整体成本也不会很高。目前,国内镁基材料的产业化发展还处于起步状态,没有开始大规模量产。“不过,部分氢能企业已经开始合作进行生产线建设,实现大规模生产后成本会大幅下降。未来,随着氢能产业快速发展,会进一步拉动镁基固态储氢材料需求提升。”

镁基固态储氢材料何时可以实现产业化发展?受访专家不约而同地指出,2024年将是镁基固态储氢材料的规模化生产和应用“元年”,随着氢能产业快速发展,大规模氢储运需求将不断提升,带动镁基固态储氢材料迎来巨大发展机遇。

宣锋进一步强调,镁基固态储氢是新鲜事物,也是未来氢气储运发展的趋势之一,需要健全相关法律法规,包括企业标准、团体标准和国家标准的制订,为产品大规模应用提供法律法规层面的保障。

责任编辑:杨一鸣

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