一文縱覽固態(tài)儲氫產(chǎn)業(yè)化進展

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。現(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材料學院丁文江院士團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6條鎂基固態(tài)儲氫設備、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)投資建設綠能固態(tài)儲氫系統(tǒng)活化及應用等4個項目，其中包括建設鈦-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)品應用方面，目前采用固態(tài)儲氫技術(shù)的產(chǎn)品主要應用于兩輪車。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)合的實質(zhì)性應用產(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。

應用方面，固態(tài)儲氫整體處于研發(fā)示范的早期階段，應用項目主要聚焦在電化學儲氫、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)勢應用場景。

高密度儲存和安全儲運是當前氫能應用面臨的主要瓶頸，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)正好能提供相應的解決方案。隨著氫能企業(yè)對固態(tài)儲氫在研發(fā)和應用上的不斷探索，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。