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高效储氢量固体储氢材料制备技术
氢能是我国战略优先发展方向之一,也是国家十四五战略规划和2035远景目标的重要组成部分,对于国家能源安全与可持续发展、“碳达峰”与“碳中和”目标的实现具有重要意义。在氢能产业链中,氢气的储存和运输成本占比中最高。开发高效储氢技术是氢气成本降低和大规模应用的关键。
行业领域:新材料,新能源
技术成熟度:中试阶段
成果形式:技术,产品,装备,服务
合作方式:技术转让,许可使用,合作开发
项目介绍
氢能是我国战略优先发展方向之一,也是国家十四五战略规划和2035远景目标的重要组成部分,对于国家能源安全与可持续发展、“碳达峰”与“碳中和”目标的实现具有重要意义。在氢能产业链中,氢气的储存和运输成本占比中最高。开发高效储氢技术是氢气成本降低和大规模应用的关键。
技术特点
针对储氢合金制备过程易偏析、合金活化温度高、循环稳定性差等难题,研究团队以稀土元素掺杂改性为突破点,通过晶型调控、缺陷引入和元素掺杂等手段调节合金结构,最终获得易活化、高储氢容量、高吸放氢速率和高稳定性的稀土合金储氢材料,在低压固态合金加氢站、大规模氢储能、叉车、重卡等领域具有良好的应用前景。开发的稀土合金储氢材料具有以下特点:储氢压力低(3-5MPa), 仅为高压气态储氢的十分之一,安全系数更高;常温可活化;体积储氢密度高,体积储氢密度 80-100 kg m-3,约是高压气态储氢的 2 倍;循环稳定性>2000 次无明显衰减。
示范与应用
已形成稀土储氢合金吨级-百吨级批量制备技术;开发了车辆里程分别达到80公里和120公里的氢能两轮车,实现了固态储氢合金在燃料电池车上的应用。
市场分析
近年来,我国出台了多个国家级氢能储运技术相关政策和规划,包括《“十四五”原材料工业发展规划》、《新时代的中国能源发展》、《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》、《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》等。这些政策和规划对氢能的储运发展方向进行了设定,加速了氢能产业路线图的实施,推动了我国氢能的快速发展。目前氢能存储发展较为成熟的是高压存储和低温液态存储,高压气态储氢(35-70 MPa)和低温液态储氢(-253 ℃)方式存在一定的安全隐患、能耗高且条件苛刻,而固态合金储氢具有安全性高、储氢压力小(3-5 MPa)、储氢能耗低(对比高压储氢节能10%以上)、体积储氢密度高等优点,是未来发展的重要方向。本项目开发的储氢合金具有能低温活化、储放氢量高、储放氢温度低的优势,而且制备方法简单、材料易于放大制备,具有良好的产业化前景。
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