固态储氢 -- “摸着石头过河”

文章来源：势银氢链

固态储氢是指利用固体对氢气的物理吸附、化学反应等作用将氢气存储在固体材料中，可以获得较高的体积储氢密度和质量储氢密度，而且固态储氢可在低压常温环境下进行，安全性好。此外，固态储氢还具有绿色环保、运输便利等优点。

目前，国内已有较多轻质高容量储氢材料被相继开发出来，但这些材料仍存在吸放氢温度高、吸放氢速度慢、可逆吸放氢循环性能差、低成本规模化制备技术欠缺等问题。

此外，由于有色金属原料价格波动并不稳定，导致固态储氢材料的原料成本变动较大，再加上固态储氢材料制造工艺复杂，所以整体制造成本也较为高昂。

在氢能储运领域，由于固态储氢技术相对于其他储氢方式较为前沿，其相应技术与配套也并未成熟，仍处于“摸着石头过河”的发展初期。

氢枫能源自主研发了以镁合金材料为储氢介质的镁基固态储氢车，车内包含了12个储氢容器，每个容器里面都装填了高容量镁合金储氢材料。该产品实现储运氢装置的轻量化、大容量设计，将前端制氢装置产出的氢气储存起来，并经过放氢过程后，通过增压系统，为后端加注装置以及氢燃料电池提供稳定可靠的氢气需求。

永安行科技股份有限公司发布永安行氢能自行车（Y400），该型号氢能自行车采用永安行自行研发生产的固态低压储氢器，将低压储氢和换氢技术结合，在提升用户使用体验同时减少了安全隐患，其可连续骑行2.5小时续航里程达55公里，单次换氢仅需10秒。

新氢动力发布的固态金属储氢燃料电池叉车，该款产品可解决用户在氢能叉车能源补给方面的困难，具备有高安全性、高稳定性以及高于储氢罐式叉车的续航工作时长等优势，且可采用固体金属储氢能源模块更换模式进行氢能补给，为客户生产、应用提供了更多便利和多种选择。

创明韶关研究院为广东省第十三届中学生运动会提供200辆自主研发的“氢哇出行”氢燃料电池助力两轮车，这款“氢哇出行”氢能两轮车采用安全高能量密度固态储氢材料为氢源，采用两个容积为1L固态储氢瓶，搭载氢燃料电堆发电系统，充氢110g，续航里程120km，具备高安全、长续航、低成本、换瓶便捷等突出优势。

攀业氢能公司为氢动力人形机器人提供氢能燃料电池动力系统，主要分为30MPa高压氢（单氢瓶）系统及1.5MPa固态氢（三氢瓶）系统，在低温环境中仍能保持良好的动力性能，拥有更高的补能效率和续航能力，且在氢能消耗过程中可实现零碳排放。

根据公开报道，佳华利道低压固态储氢技术已在储能发电、移动式车载储氢系统、军工等领域应用。

此外，多家企业也已在固态储氢领域进行布局——

• 圣元环保与有研工研院达成战略合作，以泉州、厦门两地作为试点，共投建氢能源研究院和氢能源装备总成项目与固态储氢系统活化及应用项目两大项目。其中厦门落地项目主要开展固态储氢材料研发，推动氢动力车船应用和推广；泉州落地项目主要将石化产业园区的工业副产氢提纯为符合氢燃料电池应用的高纯氢及对固态储氢材料进行活化，在制氢、储氢、运输等环节推广应用。

• 厚普氢能装备产业园项目在成都新都区现代交通产业功能区隆重开工奠基。其中在低压固态储氢技术路径上，厚普股份与四川大学合作，布局BCC储氢合金材料和固态储氢系统产品，以完善氢能储存环节的产品线。

• 位于河南新乡高新区氢能产业园的氢储（新乡）能源科技有限公司首条镁基固态储氢装置生产线建成投产测试。该企业2021年12月入驻新乡高新区氢能产业园,计划建设6条镁基固态储氢设备、储氢装置生产线，全部达产后可年产镁基固态储氢设备约720套，预计年销售收入4亿元，利税总额约9000万元。此次投产测试的正是氢储科技在该区投资建设的镁合金高密度储氢技术产业化项目在全球的首条生产线。

• 科新机电与安泰创明共同签署了《“以固态储氢材料为储氢媒介的低压/高压储氢装置及氢储（放）运系统相关产品”联合实验室共建协议书》。双方决定共建联合实验室，搭建气固氢储运装置（系统）和相关产品的研发和试验平台，开展以固态储氢材料为储氢媒介的低压/高压储氢装置及氢储（放）运系统相关产品关键技术研发，并进一步开发加氢站储氢系统、中长距离氢储运车等方面的产品。

目前国内主要使用镁系储氢合金、铁系储氢合金、钛系储氢合金等技术相对成熟合金，但金属氢化物放氢需要吸收超250摄氏度热量，此外，还存在相对储氢率偏低、可逆性较差等缺点，难以满足车载储氢的技术要求。

整体来看，固态储氢整体仍处于研发验证的发展阶段，其主要应用场景集中于密闭空间、小型应用、重量不敏感领域，在氢能运输环节固态储氢的大体积、高成本问题仍需解决。

因此，进一步提升现有固态储氢材料性能与开发性能更优、成本更低的固态储氢材料及探索和挖掘固态储氢的优势应用场景，将成为固态储氢应用市场规模扩大的重中之重。

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