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固态储氢是破解氢储运难题最有效的方案对话之二

问:一九零八“固态储氢”技术的渊源,以及核心研发人员情况如何?

答:一九零八的技术源自于西安交通大学。2012年,我们引进了一位千人学者、特聘教授,并创办了西安交通大学新型储能与能量转换纳米材料研究中心。这个中心秉承着一个重要理念:围绕未来的发展需求,重点研究能量存储与能量转换的新材料。因为未来的发展趋势一定是材料变革带来的新发展。因此,我们围绕这个理念进行了深入研究,从世界各国著名大学引进了一批优秀的青年学者,使中心取得了快速的发展。一九零八的核心技术就来自于这个中心;现在开发的储氢技术实际上是基于有效利用轻金属的氢化物。目前能够大容量存储氢气的轻金属氢化物主要包括金属锂、钠、铝、钙等。然而,这些金属的氢化物都是非常活泼的,实际上无法在空气中使用,且使用过程中存在很大的安全隐患。为了解决这个问题,中心发明了一种名为石墨烯界面纳米阀的新技术;具体而言,在金属氢化物的微米颗粒上有效包覆纳米级的石墨烯,使其形成一个完整的包覆体。然后根据不同需求造粒成不同形状,用于应用和存储。这项技术有效地解决了轻金属氢化物释氢过程中的不可控和空气安全问题。通过使用石墨烯界面纳米阀技术,我们得到了有效的解决方案。
         一九零八正是基于这项技术进行成果转化,西安交通大学从实验室克级的制备、新的复合材料到实现公斤级的小试,再到现在的百公斤日产、百公斤级中试,已经成功突破了产能扩大的技术瓶颈,完全有能力走向大规模的工业应用。

问:与其他形态的储氢技术相比,一九零八“固态储氢”技术的优势以及技术壁垒是什么?

答:所有的技术都有优缺点,气态是目前发展相对较成熟的一个技术。现在利用高压气态20MPa就可以进行储运,那么35MPa、70MPa则可用于移动应用端。这个技术已经有很多企业在研发,并逐步走向实际应用,成永红认为这是相对成熟的一个技术;另一个技术是低温液态。低温液态的存储密度实际上要比气态高很多,但低温液态带来的难题是如何产生低温?因为它需要253度以下的低温,并且需要强、高、绝热的系统才能保证其温度持续维持。这是目前限制低温液态发展和液态储氢的一个瓶颈问题。
          现在有机液态也是一个研究热点,有多种不同的材料可以实现氢气存储。从另一个角度来看只要分子链中含有氢的材料都可以认为是储氢材料,包括汽油也是一种储氢材料;这里面临一个问题:如何将有机材料还原成单纯的氢?这涉及到一系列技术难题,需要在技术发展过程中深入研究材料如何释放氢气,如何解决释放氢气过程中带来的问题,包括催化剂和产生小分子对氢气纯度的影响等。
另一方面,我国已经开始规划一条400公里长的管道输氢,以解决氢气的远距离输送问题。现阶段设计产能能够达到年产10万吨氢气的输送能力,未来远期将达到60万吨。这对于未来氢能的发展提供了重要的解决途径;这些技术可以进行形象的比喻:高压气态类似于电网中的高压配网,解决末端输送问题;有机液态、低温液态类似于电网中的超高压交流电网,解决了中短距离输送问题;管道输氢则有点像电网中的直流特高压,解决了点对点大容量输送问题。此外,成永红认为还有一个新技术是高密度固态储氢技术。
          首先,储氢密度至少要超过重量比的10%,因为前面所提到的技术很难达到这个标准;其次,需要解决的问题是如何快速有效地释放存储的氢气。如果找到一种新的材料,这将对未来的氢能发展带来革命性的变化。这种材料可以类比于高压、特高压的交流输电,可以在任何地方还原氢气,也可以送到更远的距离去还原氢气;一九零八所做的高密度固态储氢材料释氢密度可以达到14%以上,完全满足大规模远距离存储和运输的需求。

问:研发过程中,一九零八在人力、物力、财力、时间等方面做了哪些投入?

答:一九零八所有技术都来自于西安交通大学,核心发明人是张锦英教授。接下来需要解决的问题是,如何将技术应用于工程。一九零八新能源科技有限公司从全国各地聘请了一批高水平、高质量的研发人员,他们来自央企、国企、上市公司以及一些新能源材料研发的核心单位,构成了现在的研发主体;经过一年多的艰苦攻关,我们在产线设计、产线建造以及生产出应用氢电源的材料方面取得了一系列突破。这些突破将为未来的应用带来巨大的发展空间。

问:一九零八的产品,以及产品的应用场景如何?

答:一九零八有一个清晰的发展战略,名为“123”战略。
“1”代表金属氢化物复合储氢材料。一九零八的材料并非单一的材料,而是根据不同应用场景研发的一系列材料。
“2”意味着打造两个产业链:一个是氢气存储运输的产业链另一个是氢气应用产业链,希望在整个产业链中为氢能生产和应用做出贡献。
“3”表示满足三大需求:一是满足氢气存储运输的需求,二是满足氢气能源领域的需求,三是满足移动应用端的需求。
这就是一九零八的整体发展战略。围绕这个战略,一九零八已经做了很多前期工作,例如现在的金属氢化单套系统和设备就能达到年产3000吨的能力;换句话说,一条产线就可以产生年产3000吨的材料,这条产线的产值可达5亿元以上。此外一九零八还在移动应用端开展了许多创新性研究,包括便携式电源。我们已经推出了百瓦级电源系列产品,以及500瓦级的车载应急电源研究产品。西安交通大学研制出了一款500瓦级电源,既可以用于移动应用,也可以用于野外充电。西安交通大学还研制出了千瓦级电源,特别是2千瓦级电源,这是一款非常出色的应急电源解决方案,单套系统可供电量达到4度以上;未来,西安交通大学正在研究更高功率等级的供氢系统,并与合作方共同开发基于固态储氢材料的兆瓦级并网发电系统,希望未来能够回馈于能源和电网。

发布时间:2023/10/9 0:26:32 查看:208次

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