氢气储运技术的发展现状与展望

随着世界能源危机和环境污染的不断加剧,推动清洁能源革命已成为世界能源产业未来发展的重要趋势。近年来,中国对新能源产业的发展日益重视,尤其是对氢能产业的开发力度日益增大。在未来,氢能有望在推动中国能源结构改革、保障国家能源安全等方面扮演越来越重要的角色,并可能在能源、化工、交通等领域引起一系列变革。在氢能产业发展过程中,高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。目前,氢气的典型储运方式主要包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运技术等。综述了各储氢技术的研究现状,并在对不同氢气储运技术进行综合对比分析的基础上,对中国未来氢气储运技术的发展方向做出展望。

氢气储运技术发展综述

随着我国"碳达峰碳中和"目标的制定,氢能源替代化石能源被认为是实现该目标的一条最为可行的路径,经济高效的氢气储运技术则是实现该目标的保障。本文在综述高压气态、液态和固体材料3种氢气储运技术的基础上,对其未来的研究发展方向进行了进一步展望。

2023年镁基储氢材料研究热点回眸

2023年,镁基储氢材料及其固态储运氢技术研发与应用发展迅猛,热点频现,出现了诸多显著成果。在材料设计开发方面,通过多种改性手段有效改善了镁基储氢材料的热/动力学性能,实现了材料在近室温条件下吸氢,200℃以下放氢,循环寿命也在不断提升。在工程应用方面,全球首台吨级镁基固态储运氢车问世,多个示范应用项目与材料生产线开始落地建设。社会各界都在关注并积极推动镁基储氢材料与系统的研发,努力探索潜在的产业应用。根据镁基储氢材料的催化改性、纳米化改性、合金化改性、系统装置开发和示范应用五大方向,总结了2023年国内外镁基储氢材料的重要进展,探讨了镁基储氢材料在氢储运、氢储能和固体氧化物燃料电池发电等领域的应用场景,展望了镁基储氢材料在2024年所面临的机遇与挑战。

镁基固态储氢材料研究进展

镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH_(2)的热分解放氢焓值高(75 kJ/mol H),造成其放氢温度较高、动力学差;MgH_(2)的水解过程中,由于常温水解产物Mg(OH)逐渐包裹在MgH_(2)表面,阻隔了MgH_(2)与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH_(2)的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。