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。2022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(yùn)作為氫能產(chǎn)業(yè)的中間環(huán)節(jié)，對氫能的商業(yè)化運(yùn)營極為關(guān)鍵。現(xiàn)有的氫儲運(yùn)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(jī)液體儲氫四種。在氫能儲運(yùn)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(tuán)隊與氫楓能源共同建立的高科技企業(yè)。2022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(dá)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(jìn)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(yùn)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(dá) 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(yùn)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(qiáng)、體積儲氫密度高等優(yōu)點(diǎn)。
此外，固態(tài)儲氫也被應(yīng)用到叉車中。2022年4月，一款搭載固態(tài)金屬儲氫燃料電池叉車新品發(fā)布，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(shí)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(yùn)成本適中，在中長距離的運(yùn)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(diǎn)，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(jìn)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(jìn)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(kuò)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(diǎn)是放氫溫度要求很高，需要達(dá)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(shí)驗階段，實(shí)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(diǎn)。
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(jī)等儲能環(huán)節(jié)，在規(guī)模較大的運(yùn)氫項目上受制于大體積、高成本等問題仍需要進(jìn)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(yùn)是當(dāng)前氫能應(yīng)用面臨的主要瓶頸，市場需要更經(jīng)濟(jì)、更安全的氫能儲運(yùn)技術(shù)，而具備高密度、高安全性特點(diǎn)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(yùn)體系中占據(jù)重要地位。
