我国在液氢高效储运领域实现重大技术突破 储氢材料行业发展现状分析

• 黄文玉 2023年12月8日 来源：互联网 1179 76
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储氢材料一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。随着工业的发展和人们物质生活水平的提高 ,能源的需求也与日俱增。

近日，从中国航天科技集团六院获悉，该院航天氢能科技有限公司自主研制的国产“5吨/天氢液化系统冷箱”在北京成功下线，该产品是国内首台连续型转化换热器大型氢液化系统核心设备。据介绍，该液氢设备的成功下线，标志着我国在液氢高效储运领域实现重大技术突破，在智能化、单位能耗等方面均比肩国际先进水平。

储氢材料一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。随着工业的发展和人们物质生活水平的提高 ,能源的需求也与日俱增。由于近几十年来使用的能源主要来自化石燃料(如煤、石油和天然气等),而其使用不可避免地污染环境，再加上其储量有限 ,所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体,正引起人们的广泛关注。

储氢材料行业产业链结构中，上游的参与主体主要为含碳有机物、金属、烯烃、炔烃、芳烃等有机物等原材料;中游则为储氢材料的生产、制造;下游为新能源汽车、电池、发电、供暖等领域。

氢能的开发和利用受到美、日 、德、中、加等国家的高度重视 ,以期在 21世纪中叶进入“氢能经济”时代 。氢能利用需要解决以下3个问题:氢的制取 、储运和应用 ,而氢能的储运则是氢能应用的关键 。氢在通常条件下以气态形式存在, 且易燃、易爆、易扩散 ,使得人们在实际应用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失,这就给储存和运输带来很大的困难。

储氢材料行业发展现状分析

随着经济全球化和人民生活水平的提高，人类对能源的需求与日俱增。能源是社会发展的推动力，目前，世界使用的主要能源为煤、石油、天然气等。但这些均为不可再生资源，同时燃烧时会造成环境污染、全球变暖、雾霾等一系列问题，影响人们的生存环境。人类需发展新型的清洁高效能源取代传统化石燃料。氢能作为化石燃料的首选替代品，引起世界各国密切关注，氢能应用技术正迅速发展，氢能的发展必将带动储氢材料行业繁荣。

液态有机储氢是通过不饱和液体有机物与氢进行可逆反应，即脱氢反应和加氢反应。液态有机储氢具有储氢量大，可重复利用，储运安全等优点。目前，常用的有机材料是烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体，但从储存过程的能耗，储氢量等方面考虑，最佳的储氢溶剂为芳烃，是一个理想的有机储氢材料。

碳质储氢材料具有易解吸、吸氢量大、质量轻等特点，是一种非常具有应用前景的物理吸附储氢方式，其中活性炭储氢最为突出。活性炭的储氢机理是依靠材料的孔隙结构、比表面积和表面官能团。研究表明，在常压和低温条件下，活性炭的储氢量与其比表面积和微孔孔容成正相关关系，孔径在0.6～0.7nm时对储氢量的贡献最大，储氢质量分数可达到6%～7%。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国储氢材料行业竞争分析及发展前景预测报告》显示：

热度持续升温的碳中和、碳达峰话题，使得氢能及其相关产业被高度关注，而决定氢能应用关键的是安全、高效的氢能储运技术。在氢能需求不断增长的情况下，储氢材料行业是市场也将不断发展。数据显示，2020年中国储氢材料行业市场规模为7.62亿元，同比2019年下降10.04%。按细分情况来看，稀土储氢材料是目前唯一实现大规模商用化的储氢材料，市场规模与产量占据主导性地位。2020年我国稀土储氢材料市场规模为6.9亿元，占比90.55%;其他储氢材料市场规模为0.72亿元，占比9.45%。

按产量方面来看，我国稀土储量丰富，为储氢材料行业的发展提供充足的原材料市场保证，但储氢材料成本偏高成为制约其发展的一个主要因素。数据显示，2020年我国储氢材料产量为1.23万吨，其中稀土储氢材料产量为1.11万吨，其它储氢材料产量为0.12万吨。按需求量方面来看，2020年我国储氢材料需求量为1.22万吨，其中消费型镍氢电池需求量为0.97万吨，占比为79.51%;新能源汽车及其它需求量为0.25万吨，占比为20.49%。目前，我国储氢材料行业集中度较高，企业产能CR4超过50%，随着行业的不断整合，行业产能的集中度将进一步提升。

储氢材料行业未来发展前景预测

随着燃料电池技术的日益成熟与发展，以氢气为燃料的电动汽车也将迅速发展起来，这就要求必须有安全高效的贮氢系统与之相匹配。传统的液态及高压气态贮氢方式由于成本、质量、体积大小以及安全性等因素限制，无法应用于车载贮氢系统。相比之下，金属氢化物作为一种新型的能源材料，具有贮氢密度高、安全高效及环境友好等优点，将成为未来车载燃料电池的氢载体，所以储氢材料的重点投资区域应在一线城市，尤其是新能源汽车行业地区。

目前储氢材料研究已经取得了很多重大突破，为储氢材料的研究开拓了新的领域。未来储氢材料研究发展的新方向是以开发安全高效的复合储氢材料为前提，实现储氢材料的规模化制备与可循环利用。经过国内外研究者的共同努力，相信氢能在时代中将会扮演重要的角色。

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