鎂基儲(chǔ)氫材料是金屬固態(tài)儲(chǔ)氫材料中儲(chǔ)氫密度最高的材料除秀。

面對(duì)能源安全道夭、環(huán)境保護(hù)等壓力，氫能有望在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中扮演重要角色价岭，氫能作為目前最具潛力的二次清潔能源在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型中將占據(jù)重要地位。而每當(dāng)聊起氫能源，有一個(gè)重要話題總是“如影隨形”：儲(chǔ)存和運(yùn)輸是氫氣大規(guī)模應(yīng)用的前提五垮。

在氫氣制、儲(chǔ)杜秸、運(yùn)放仗、加、用的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中撬碟，儲(chǔ)诞挨、運(yùn)環(huán)節(jié)是高效利用氫能的關(guān)鍵，也是影響氫能走向產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)呢蛤。 高效安全的儲(chǔ)能技術(shù)是全球新能源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的重大技術(shù)瓶頸亭姥。氫能的安全高效儲(chǔ)存和運(yùn)輸對(duì)國(guó)家氫能戰(zhàn)略意義重大，特別是對(duì)燃料電池汽車(chē)顾稀、風(fēng)能光能產(chǎn)業(yè)达罗、電力行業(yè)、航空航天等領(lǐng)域有重要的直接應(yīng)用價(jià)值陋沫。

鎂基儲(chǔ)氫材料是金屬固態(tài)儲(chǔ)氫材料中儲(chǔ)氫密度最高的材料放干。隨著近幾年全球鎂及鎂合金的研究呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，我國(guó)也已經(jīng)成為全球重要的鎂生產(chǎn)國(guó)岁之、應(yīng)用國(guó)和研究國(guó)闹彩，在國(guó)際上具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

鎂基儲(chǔ)氫材料將迎來(lái)怎樣的市場(chǎng)發(fā)展空間?我國(guó)又如何在這個(gè)新領(lǐng)域持續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)?今天估宏，請(qǐng)隨《中國(guó)科技信息》一起來(lái)聊聊這些問(wèn)題投充。

最有發(fā)展?jié)摿Φ墓虘B(tài)儲(chǔ)氫材料之一

目前主要的氫儲(chǔ)運(yùn)方式分為氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和材料儲(chǔ)氫芙卸。與氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫相比敷液，固態(tài)儲(chǔ)氫既可以大幅提高體積儲(chǔ)氫密度，又可以提高儲(chǔ)運(yùn)氫的安全性后摧，因此粱祟，尋找性能優(yōu)越、安全性高咙驾、價(jià)格低廉且環(huán)保的儲(chǔ)氫材料是當(dāng)前固態(tài)儲(chǔ)氫研究的關(guān)鍵持偏。

將眼光投向廣闊的自然界中，某些金屬具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力氨肌，在一定的溫度和較低的壓力條件下鸿秆，這些金屬能夠大量“吸收”氫氣酌畜，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量卿叽。其后桥胞，將這些金屬氫化物加熱，它們又會(huì)分解附帽，將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)埠戳，可實(shí)現(xiàn)上萬(wàn)次循環(huán)充放氫。這些會(huì)“吸放”氫氣的金屬蕉扮，即為固態(tài)儲(chǔ)氫材料整胃。

如此看來(lái)，固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高喳钟、成本低屁使、安全穩(wěn)定和使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，而金屬鎂在儲(chǔ)氫研究領(lǐng)域具有成本低奔则、質(zhì)量輕阵膛、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ墓虘B(tài)儲(chǔ)氫材料之一汹囱。 專家認(rèn)為哩晕，鎂基儲(chǔ)氫材料是金屬固態(tài)儲(chǔ)氫材料中儲(chǔ)氫密度最高的，一旦大規(guī)模應(yīng)用陡料，將根本上改變傳統(tǒng)儲(chǔ)能模式中效率低冯爷、成本高、安全性差等問(wèn)題陪罕。

成本低昆畜、優(yōu)點(diǎn)多 鎂基儲(chǔ)氫材料極具應(yīng)用前景

那么，鎂基儲(chǔ)氫材料具體有哪些優(yōu)勢(shì)?首先将借，它具有儲(chǔ)氫量高向瓶、鎂資源豐富以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的一類固態(tài)儲(chǔ)氫材料讽椿。我國(guó)在鎂資源方面非常有優(yōu)勢(shì)脱每，全球大概90%的鎂都是生產(chǎn)于中國(guó)，鎂年產(chǎn)量占全球85%以上犁柜，原料來(lái)源豐富且成本低洲鸠，不存在材料被“卡脖子”的問(wèn)題。 因此馋缅，鎂系儲(chǔ)氫合金適合用于氫氣的規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用場(chǎng)景，可用于氫冶金绢淀、規(guī)模儲(chǔ)能萤悴、加氫站等應(yīng)用場(chǎng)景的氫氣儲(chǔ)存與運(yùn)輸瘾腰。

此外，鎂的性能非常好覆履，儲(chǔ)氫密度非常高蹋盆，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)壽命。具體來(lái)看硝全，鎂儲(chǔ)氫密度是氣態(tài)氫的1000倍栖雾、液態(tài)氫的1.5倍。由于鎂及鎂金屬是常溫常壓伟众，所以安全性遠(yuǎn)高于氣態(tài)和液態(tài)儲(chǔ)氫析藕。此外，鎂儲(chǔ)氫還可純化氫氣凳厢。據(jù)悉诱紫，鎂固態(tài)儲(chǔ)氫材料在儲(chǔ)氫過(guò)程當(dāng)中可以轉(zhuǎn)化為99.999%的綠氫。鎂本身也是綠色制氫材料纹站，如果把鎂和水相結(jié)合澈越，1克鎂相當(dāng)于2升氫氣，它的儲(chǔ)氫率可以達(dá)到15.2%泌位。

其次晨瀑，用鎂合金來(lái)儲(chǔ)存氫的技術(shù)可以應(yīng)用到交通領(lǐng)域，如汽車(chē)酒妄、摩托車(chē)等拉冯。普通汽車(chē)的油箱儲(chǔ)油量相當(dāng)于5公斤至6公斤的氫產(chǎn)生的能量，需要80公斤至90公斤的鎂合金容器广莉，這與普通油箱的重量差不多恨摩，但體積較小。用氫作為動(dòng)力并不是通過(guò)燃燒氫來(lái)獲得德检，而是把氫直接轉(zhuǎn)化為電能屋嘉，進(jìn)而為汽車(chē)提供動(dòng)力。汽油燃料的效率在20%-30%澎灸，而氫通過(guò)能源電池直接轉(zhuǎn)換為電能院塞，效率可達(dá)70%-80%。

目前國(guó)內(nèi)外正在開(kāi)發(fā)面向應(yīng)用場(chǎng)景的Mg基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)性昭，但技術(shù)水平仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段拦止，仍需解決材料的規(guī)模低成本制備、大容量?jī)?chǔ)氫罐設(shè)計(jì)糜颠、高溫余熱耦合集成等技術(shù)汹族，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫合金的高效安全吸放氫。

鎂基儲(chǔ)氫可能成為電池領(lǐng)域的顛覆者

目前其兴，儲(chǔ)能行業(yè)雖然熱度高漲顶瞒，但資源有限夸政、成本高、安全性問(wèn)題沒(méi)有根本解決仍是制約行業(yè)發(fā)展的難題榴徐，尤其是鋰離子電池資源短缺守问、安全隱患、污染等問(wèn)題凸顯坑资。同時(shí)耗帕，數(shù)字顯示到2050年，可再生能源裝機(jī)容量可以比2020年增加10倍爹故，需要大量的能源儲(chǔ)存番艳，按照目前的儲(chǔ)能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)遇到了嚴(yán)重的瓶頸脾询。

相比而言李狼，鎂電池成本低、安全性高斧枚、燃料密度與鋰電池相當(dāng)榆模，業(yè)內(nèi)認(rèn)為鎂基儲(chǔ)氫可能成為電池領(lǐng)域的顛覆者。例如稽舱，作為負(fù)極來(lái)說(shuō)积辞，鎂電池是現(xiàn)在商用鋰電池負(fù)極的6倍。在市場(chǎng)上可以看到趋大，目前已經(jīng)有不少企業(yè)入局鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域菠卖，相繼取得進(jìn)展。鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)的發(fā)展袭靶，將為未來(lái)中國(guó)能源體系變革相种、交通運(yùn)輸方式低碳化轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)。

根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)品姓，到2025年我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元;到2050年氫能在我國(guó)終端能源體系中占比超過(guò)10%寝并，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬(wàn)億元，這將對(duì)鎂基儲(chǔ)氫材料提出了大量市場(chǎng)需求腹备。專家表示衬潦，鎂領(lǐng)域技術(shù)一旦成熟，將帶領(lǐng)鎂產(chǎn)業(yè)由目前的百億級(jí)市場(chǎng)直接升級(jí)為萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)植酥。