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“镁”景如云,“氢”风已至——镁基固态储氢能否成为下一个风口?

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-01-26 16:09:36    浏览次数:190
导读

氢能是一种环保、节能且来源丰富的二次能源,它的利用对环境保护和节能减排具有重大意义。首先,由于风、光等可再生能源的波动性,它们难以直接并网大规模利用,而氢能可以协助大规模消纳可再生能源,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。

氢能是一种环保、节能且来源丰富的二次能源,它的利用对环境保护和节能减排具有重大意义。首先,由于风、光等可再生能源的波动性,它们难以直接并网大规模利用,而氢能可以协助大规模消纳可再生能源,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。通过可再生能源制取氢气,然后转化成终端能源,有利于促进可再生能源的消纳。其次,中国的工业和交通业高度依赖传统化石能源,实现脱碳的难度较高。推行绿氢替代可以促进绿色化工、绿色交通的发展,帮助工业、交通业等碳密集行业实现碳中和目标。

1、氢能源  

大规模商业化尚需时间   

虽然氢能源政策已经大量出台,产业链也加快了建设,同时氢能技术研发也取得了一定的进展,但是氢能加氢时间长、运输成本高,储氢安全性、稳定性等问题仍然制约着氢能源的大规模商业化。因此,我们需要继续努力,克服这些技术瓶颈,才能更好地推动氢能源的发展。

(1)加氢过程虽然只需要几分钟,但之前的检查和静电释放却需要10到20分钟。因此,不考虑排队的情况下,加一次氢气需要近0.5 h。

(2)氢能源车的生产、研发成本高,导致整车的售价也高于传统燃油车。此外,制氢、运输、运营成本也偏高,使得加氢成本比传统燃油成本高。这些因素导致了氢能源车的价格较高,同时也增加了加氢成本。

(3) 加氢站的建设需要大量的投资,且手续办理较为繁琐。而且加氢站的投资回报周期较长,使得整个手续办理过程缺乏体系化的支持。这些都制约了加氢站的建设和运营。

(4)储氢罐的安全问题也令人关注,储氢压力高(35MPa 或 70MPa)。但是氢气在高压高温(30MPa, 300 ℃以上)的环境下,会产生“氢脆现象”,腐蚀金属,引起裂纹使储氢罐破裂。

(1)三种储氢技术

固态储氢百花齐放

气态储氢、液态储氢和固态储氢是三种主要的储氢技术。其中,高压气态储氢技术发展最为成熟和常用,具有成本较低、能耗低、易脱氢等特点。而低温液态储氢则是将氢气液化后储存在低温绝热容器中进行运输。固态储氢则是通过化学或物理吸附的原理将氢气吸附后储存,储氢载体一般是纳米材料和金属氢化物。据潘复生院士的观点,镁合金储氢材料具有较高的储氢密度,其储氢密度约为气态氢的1000倍、液态氢的1.5倍。因此,镁合金储氢材料是一种具有潜力的储氢技术。
(2)固态储氢

镁基储氢极具商业价值

镁基储氢被认为是极具商业价值的储氢技术路线之一,因为它具有储氢容量大、吸放氢可逆性好、成本低、资源丰富等优点。其理论储氢量为7.6wt%,体积储氢密度为110kg/m3,因此被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。然而,由于其高热力学稳定性和较差的动力学性质,MgH2只能在高温下(≥300℃)才能表现出优异的吸附氢性能,且在放氢循环中,MgH2/Mg 颗粒容易团聚和长大,导致循环稳定性差,仍具有相对苛刻的释放场景。因此,要实现镁基储氢的广泛应用,仍需要进一步研究和改进。

2镁基储氢  

最具发展潜力的储氢材料      

镁基储氢材料是一种具有极高发展潜力的新型储能技术,被广泛认为是目前最具应用优势的储氢材料之一。与其他固体储氢材料相比,镁基储氢材料具有独特的优势。首先,它的储氢密度高,安全性强,具有优异的安全性能。其次,镁基储氢材料的化学反应简单,研究团队实力雄厚,这为其技术研发提供了有力的支持。此外,镁资源丰富,成本低,这为其广泛应用提供了良好的资源保障。最重要的是,镁基储氢材料的反应过程绿色安全,符合“双碳”目标,具有环保和可持续发展的特点。因此,综合来看,镁基储氢材料是一种综合性能最为优异的储氢材料,具有广阔的应用前景。


 
关键词: 储氢 氢能
(文/小编)
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