5月5日,由中国石化主办的氢能应用现代产业链高质量发展推进会暨专家咨询委员会成立大会在京召开。上海交通大学氢科学中心副主任邹建新在会上指出,中国积极推进绿色低碳发展,承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。因此,我国社会急需进行低碳化的系统性变革。氢能作为一种具有高热值的二次能源,具有来源广泛、清洁无污染等特点,可广泛应用于交通、能源、冶金、化工等领域,是实现碳达峰碳中和目标的理想能源载体。
氢兼具原料属性和能源属性。在原料属性方面,“氢作为重要的化工原料,在化工和冶金领域有广泛的应用,目前我国的氢依然主要通过化石能源制备获得”,邹建新认为,绿氢作为原料取代化石能源制氢在减碳方面有广泛的应用前景。在能源属性方面,氢在使用过程中只产生能量和水,是一种非常清洁的能源。
氢能在应用过程中分为三个关键环节,分别是氢制取、氢储运以及氢应用。“在氢制取环节,清洁能源制氢是未来的发展趋势。但目前大规模清洁能源制氢多集中在距离城市较远的地区,因此需要安全高效的大规模氢储运方式,氢储运已成为制约氢能产业发展的关键环节。”邹建新指出,固态储氢通过将氢固化在材料中从而获得较高的储氢密度,同时,在储运过程中罐体内的气氢含量又相对较低,因此具有可逆性和安全性好的优势。在氢应用环节,氢可广泛应用于氢储能、工业用氢、备用电源、车载能源、健康医疗以及农业等领域。
“镁基固态储氢具有低成本、高容量、高纯度的优势”,邹建新表示,我国镁资源丰富,年产量约占全球的90%左右,材料成本低、无资源限制;镁基材料在常见金属材料中储氢密度最高,且可以采用多种方式放氢。在技术方面,镁基储氢合金具有反应相对简单、无副产物且控制性良好的优势。同时作为合金材料,镁基储氢材料易于回收且回收率高,对环境友好,无三害产生。
邹建新指出,镁基储氢材料在具备诸多优势的同时,也存在表面易被氧化导致吸放氢速率降低,以及长期循环使用过程中易发生衰减等问题。对此邹建新表示,通过在镁颗粒表面形成催化位点的方式,可以有效改善因表面氧化导致的吸放氢效率降低的问题。通过使用第二相分散的方式和形成多孔块体结构,可以有效改善衰减问题。
在成果转化方面,邹建新表示:“我们已经实现了高纯度氢化镁的量产,在上海建设了年产10吨的高纯氢化镁粉体生产线,在新乡建设了年产100吨的多孔镁基储氢合金颗粒生产线。”据介绍,基于镁基固态储氢材料水解产氢技术的备用电源已实现量产;第一代吨级镁基固态储运氢车也已于近期发布。
对于镁基固态储氢的前景,邹建新认为,镁基固态储氢以其运输灵活性等优势,未来将应用于氢运输、氢冶金、氢电储能等领域。