面對能(neng)源(yuan)(yuan)安全、環(huan)境保護等壓力(li)，氫能(neng)有(you)望在能(neng)源(yuan)(yuan)轉型過程中扮演重要角色，氫能(neng)作為目前(qian)最具(ju)潛力(li)的二次清潔能(neng)源(yuan)(yuan)在我(wo)國能(neng)源(yuan)(yuan)轉型中將占(zhan)據重要地位。而每當聊起氫能(neng)源(yuan)(yuan)，有(you)一個(ge)重要話題總是“如影隨形”：儲存和(he)運輸(shu)是氫氣大規模(mo)應用的前(qian)提。

在氫氣制、儲、運(yun)、加、用的產業鏈環節中，儲、運(yun)環節是(shi)高效(xiao)利用氫能(neng)的關鍵(jian)，也是(shi)影響氫能(neng)走向產業化的重要(yao)環節。高效安全的(de)儲(chu)能(neng)技術是(shi)全球新能(neng)源開發(fa)與應(ying)用的(de)重(zhong)(zhong)大技術瓶頸(jing)。氫能(neng)的(de)安全高效儲(chu)存和運輸對國(guo)家(jia)氫能(neng)戰略意義重(zhong)(zhong)大，特別是(shi)對燃(ran)料電(dian)池(chi)汽車、風能(neng)光能(neng)產(chan)業、電(dian)力行業、航(hang)空航(hang)天(tian)等領域(yu)有(you)重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)直接應(ying)用價值。

鎂基儲氫(qing)材(cai)料(liao)(liao)是金屬固態(tai)儲氫(qing)材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)儲氫(qing)密度最高的(de)材(cai)料(liao)(liao)。隨(sui)著近(jin)幾年全球鎂及鎂合金的(de)研究(jiu)呈現爆發式增長，我國(guo)也已經成(cheng)為全球重要的(de)鎂生產國(guo)、應用國(guo)和研究(jiu)國(guo)，在國(guo)際(ji)上具有一(yi)定的(de)技術優勢(shi)。

鎂基儲氫(qing)材料將迎(ying)來怎樣(yang)的市場發展空(kong)間？我國(guo)(guo)又如(ru)何(he)在這個新領域(yu)持續保(bao)持領先(xian)優勢？今天，請隨《中國(guo)(guo)科技(ji)信息》一起來聊聊這些問題。

目(mu)前主要的氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)儲(chu)(chu)運方式分(fen)為氣態(tai)(tai)儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)、液(ye)態(tai)(tai)儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)和材料儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。與氣態(tai)(tai)儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)和液(ye)態(tai)(tai)儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)相比，固態(tai)(tai)儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)既可以大幅提(ti)高(gao)體積儲(chu)(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)密度，又可以提(ti)高(gao)儲(chu)(chu)運氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的安全性(xing)，因此，尋找性能優越、安全性高、價格低廉且環保的儲氫材料是當前固態儲氫研究的關鍵。

將眼(yan)光投向廣闊的(de)(de)自然界中，某些(xie)(xie)(xie)金屬(shu)具有很強的(de)(de)捕捉氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)能(neng)力，在一定的(de)(de)溫度和較低的(de)(de)壓力條件下，這(zhe)些(xie)(xie)(xie)金屬(shu)能(neng)夠(gou)大(da)量“吸收(shou)”氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)，反應(ying)生成金屬(shu)氫(qing)(qing)(qing)化物，同時放出(chu)(chu)熱(re)量。其后，將這(zhe)些(xie)(xie)(xie)金屬(shu)氫(qing)(qing)(qing)化物加熱(re)，它們又(you)會分解，將儲(chu)存在其中的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)釋放出(chu)(chu)來，可(ke)實現(xian)上萬次循(xun)環充(chong)放氫(qing)(qing)(qing)。這(zhe)些(xie)(xie)(xie)會“吸放”氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)的(de)(de)金屬(shu)，即為固態儲(chu)氫(qing)(qing)(qing)材料。

如此看(kan)來，固態(tai)儲氫具有儲氫密度高、成本低、安(an)全穩定和使用周期長等特點，而金屬鎂在儲氫研究領域具有成本低、質量輕、無污染等優點，被認為是最有發展潛力的固態儲氫材料之一。專家(jia)認為，鎂基(ji)儲氫材料(liao)是(shi)金屬固態儲氫材料(liao)中儲氫密度最高的，一旦大規模應用，將根本上改變傳統儲能模式中效(xiao)率低、成本高、安全性差等問題。

那么，鎂(mei)(mei)基儲氫(qing)材料具體有哪些優勢？首先，它具有儲氫(qing)量高(gao)、鎂(mei)(mei)資源(yuan)豐富(fu)以及成本低廉等優點，被認為是極具應用前景(jing)的一類固(gu)態儲氫(qing)材料。我國在(zai)鎂資源方(fang)面非常有優勢(shi)，全(quan)(quan)球大概90%的(de)鎂都是生(sheng)產于中(zhong)國，鎂年產量占全(quan)(quan)球85%以上，原(yuan)料來源豐富且成本(ben)低(di)，不存(cun)在(zai)材料被(bei)“卡脖子”的(de)問題。因此，鎂系(xi)儲氫合金(jin)適合用(yong)于氫氣的規(gui)模儲運(yun)應(ying)用(yong)場(chang)景，可用(yong)于氫冶金(jin)、規(gui)模儲能、加氫站(zhan)等應(ying)用(yong)場(chang)景的氫氣儲存與(yu)運(yun)輸。

此(ci)外(wai)，鎂(mei)的性能非常(chang)好，儲氫(qing)密(mi)度(du)非常(chang)高，可以實現長循(xun)環(huan)壽命。具體來(lai)看，鎂儲(chu)氫密度是(shi)氣(qi)態(tai)氫的(de)1000倍、液態(tai)氫的(de)1.5倍。由于鎂(mei)及鎂(mei)金屬是常(chang)溫常(chang)壓(ya)，所以安全性遠高(gao)于氣態和液態(tai)儲氫。此外，鎂(mei)儲氫還可純化氫氣。據悉，鎂固態(tai)儲氫(qing)材料在儲氫(qing)過(guo)程當中可以轉化為99.999%的(de)綠氫(qing)。鎂(mei)本(ben)身也是綠色制氫材(cai)料，如果(guo)把鎂(mei)和水相(xiang)結合，1克(ke)鎂(mei)相(xiang)當于2升氫氣，它的儲氫率(lv)可以達(da)到(dao)15.2%。

其次，用(yong)鎂合金(jin)來儲存氫的(de)技術(shu)可以應用(yong)到交通(tong)領域，如汽車、摩托車等。普通(tong)汽車的(de)油箱儲油量相當于5公斤(jin)(jin)至6公斤(jin)(jin)的(de)氫產生的(de)能(neng)(neng)量，需要80公斤(jin)(jin)至90公斤(jin)(jin)的(de)鎂合金(jin)容器(qi)，這與普通(tong)油箱的(de)重(zhong)量差不多，但體(ti)積(ji)較(jiao)小(xiao)。用(yong)氫作為動力并(bing)不是通(tong)過燃燒氫來獲得，而(er)是把氫直接(jie)轉化為電(dian)能(neng)(neng)，進而(er)為汽車提供動力。汽油燃料的(de)效率(lv)在20%-30%，而(er)氫通(tong)過能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)池直接(jie)轉換為電(dian)能(neng)(neng)，效率(lv)可達(da)70%-80%。

目前(qian)國(guo)內外正在(zai)開發面(mian)向應用(yong)場(chang)景的(de)Mg基(ji)固態儲(chu)運氫技術，但技術水平仍處于產(chan)業化初期階段，仍需解決材(cai)料(liao)的(de)規模低成本制備、大容量儲(chu)氫罐設計、高(gao)(gao)溫(wen)余熱耦合集成等技術，實現儲(chu)氫合金的(de)高(gao)(gao)效安全吸放(fang)氫。