本文选自中国工程院院刊《Engineering》2021年第6期作者：蒋利军来源：Exp...|加快固态储氢技术创新和应用丨Engineering

本文选自中国工程院院刊《Engineering》2021年第6期
作者：蒋利军
来源：ExpeditingtheInnovationandApplicationofSolidHydrogenStorageTechnology[J].Engineering,2021,7(6):731-733.
编者按
氢能可储可输，既是氢能的优势所在，又是氢能应用的主要瓶颈。固态储氢可为氢能的高密度、高安全储存提供重要的解决方案。但是当前氢能储运的主流技术仍是高压气态压缩技术，固态储氢仍只在一些特定场合中得到小规模应用，加快固态储氢技术的创新和应用势在必行。
中国工程院院刊《Engineering》2021年第6期刊发《加快固态储氢技术创新和应用》。文章指出，为加快固态储氢在氢能市场的应用，应充分发挥固态储氢高密度高安全的本征优势，提高市场占有率，在实际应用中不断完善技术，开发新材料，开发新技术，实现螺旋式上升。为此，文章建议，加快成熟技术在固定式储氢领域的推广应用；与高压和液体储氢相结合，开发复合储氢技术；面向绿氢供应链，简化供氢流程，降低供氢成本，开发高容量车载储氢系统。

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一、引言
氢能可储可输，既是氢能的优势所在，又是氢能应用的主要瓶颈。固态储氢可为氢能的高密度、高安全储存提供重要的解决方案。一是固态储氢的体积储氢密度高，在现有的高压气态、液态或固态等储氢方式中，固态储氢具有最高的体积储氢密度。以MgH2储氢为例，其体积储氢密度可达106kg·m–3 ，为标准状态下氢气密度的1191倍， 70MPa高压储氢的2.7倍，液氢的1.5倍。二是固态储氢安全性好，可在常温常压下储氢，储罐易密封，在突发事件下即使发生氢气泄漏，储罐也可自控式地降低氢气泄漏速度和泄漏量，为采取安全措施赢得宝贵时间。
但是当前氢能储运的主流技术仍是高压气态压缩技术，固态储氢仍只在一些特定场合中得到小规模应用，究其原因在于：
①固态储氢的综合性能还不能完全满足车载储氢技术的要求。成熟体系的储氢材料（包括稀土系、Ti系和TiV固溶体材料）重量储氢率偏低，其中可逆储氢容量最高的TiV固溶体材料也只有2.6wt% 。一些高容量的轻质储氢材料，如配位氢化物、金属氨基氢化物、金属氨硼烷等尚在开发当中，这些材料虽具有较高的重量储氢率（如氨硼烷重量储氢率可达19.6wt%），但仍存在着吸放氢温度高、吸放氢速度慢、吸放氢循环性能差等问题。
②成本偏高，由于固态储氢多处于示范应用阶段，储氢材料多处于实验室或中试阶段，制造批量小，成品率偏低，承压容器加工成本高，阀门管道等配件价格高，导致固态储氢系统的成本偏高。
为加快固态储氢在氢能市场的应用，应充分发挥固态储氢高密度高安全的本征优势，提高市场占有率，在实际应用中不断完善技术，开发新材料，开发新技术，实现螺旋式上升，特提出如下建议：
①加快拓展固定式储氢应用市场，针对特定细分市场需求，采用较为成熟的固态储氢技术，有效控制系统成本，满足特定市场要求，如分布式供能系统等；
②与高压和液体储氢相结合，开发复合储氢技术，如基于镁基储氢材料的复合氢浆、静态压缩高密度储氢一体化装置等，满足运氢和加氢站需求；
③面向绿氢供应链，简化供氢流程，降低供氢成本，开发高容量车载储氢系统。
二、加快成熟技术在固定式储氢领域的推广应用
虽然成熟的金属储氢材料重量储氢率偏低，但体积储氢密度高，占地面积小，储存压力低，安全性好，因而非常适合于固定式应用，关键在于找准细分市场，有效控制成本，提高技术经济竞争力。