中國科學(xué)家利用稀土敲開高性能儲氫世界的大門

多年來，隨著包頭稀土高新區(qū)引進的燕山大學(xué)韓樹民教授團隊在新型稀土儲氫材料研究中獲得重大突破，特別是有關(guān)合金特殊超點陣結(jié)構(gòu)的形成機理和條件，以及合金超點陣結(jié)構(gòu)與儲氫及電化學(xué)特性之間的多樣性關(guān)系研究中取得了一系列重要成果。基于此，近日，在全球?qū)W者庫發(fā)布的2022全球?qū)W者學(xué)術(shù)影響力排行榜中，韓樹民從論文總評分、論文篇均評分、學(xué)術(shù)產(chǎn)出數(shù)量水平以及論文總數(shù)量等綜合考評中脫穎而出，成功入圍全球前10萬名學(xué)者榜。其中，中國學(xué)者有9044人上榜，位列榜單第二位；在材料科學(xué)領(lǐng)域，全球共有8585名學(xué)者入選，韓樹民位列榜單第1957位。

據(jù)了解，與當(dāng)前普及更廣的鋰電池相比，稀土儲氫電池具有儲氫體系更安全環(huán)保、溫度區(qū)間更寬等優(yōu)勢。鋰電池遇到寒冷天氣放電很快，而儲氫電池則在零下40到60攝氏度仍能保持良好性能。

自2000年開始，韓樹民就對稀土鎂鎳基儲氫合金的制備技術(shù)、相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能等進行了系統(tǒng)和深入研究，揭示了這類合金的特殊超堆垛結(jié)構(gòu)的生成機理和電化學(xué)特性，并根據(jù)材料微觀特點研發(fā)出一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的合金制備工藝及設(shè)備，極大地提升了儲氫合金電極材料的性能指標(biāo)和生產(chǎn)工藝裝備技術(shù)水平。

2017年，包頭稀土高新區(qū)引進韓樹民教授團隊，成立包頭中科軒達新能源科技有限公司，其研發(fā)多年的“SUV混合動力汽車用高功率A5B19型稀土儲氫合金生產(chǎn)工藝技術(shù)”在該區(qū)成功轉(zhuǎn)化，建設(shè)了年產(chǎn)300噸新型稀土儲氫合金生產(chǎn)示范線。

該示范線完全采用自主研發(fā)設(shè)計的生產(chǎn)裝備和工藝技術(shù)，在新型稀土超點陣結(jié)構(gòu)金屬間化合物儲氫材料的組分精確控制和相結(jié)構(gòu)調(diào)控等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)化技術(shù)上取得重要突破，實現(xiàn)了我國高容量、寬溫區(qū)和低自放電新型稀土儲氫材料的國產(chǎn)化，打破了長期以來國外在新型稀土超點陣結(jié)構(gòu)金屬間化合物儲氫材料產(chǎn)品上的進口限制和技術(shù)壟斷，取得了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和產(chǎn)品。

與此同時，高性能新型稀土儲氫材料的成功研制及實現(xiàn)商業(yè)化銷售，為我國新能源汽車、高安全性固態(tài)儲氫、風(fēng)電光伏儲能等需求的高容量、高性能稀土鎳動力電池提供了核心材料，極大地提高了產(chǎn)品的性能和市場競爭力。目前，該生產(chǎn)線生產(chǎn)的新型稀土儲氫材料在高容量高功率鎳氫動力電池、高密度低壓固態(tài)儲氫、高容量耐低溫大型儲能電池等產(chǎn)品上獲得成功應(yīng)用，大幅度提高了產(chǎn)品性能和性價比，在新能源動力電池、氫能和綠色能源儲能利用等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的市場前景。

目前，中科軒達獲得發(fā)明專利6項，鑒于良好的發(fā)展?jié)摿蜐撛谠鲩L性，北京中科創(chuàng)星硬科技創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)（有限合伙）向中科軒達進行了800萬元融資。

此外，稀土系儲氫材料主要以鎳和稀土金屬為生產(chǎn)原料，使用的生產(chǎn)原料中約三分之一是輕稀土金屬，也就是儲量最為豐富的鑭、鈰元素，該生產(chǎn)線稀土儲氫材料的市場應(yīng)用，對我國稀土產(chǎn)業(yè)的平衡發(fā)展和推動我國輕稀土資源利用具有重要的意義。