创新 • 创优 • 创见
上海交通大学氢科学中心副主任邹建新近日指出，中国积极推进绿色低碳发展，承诺力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。因此，我国社会急需进行低碳化的系统性变革。氢能作为一种具有高热值的二次能源，具有来源广泛、清洁无污染等特点，可广泛应用于交通、能源、冶金、化工等领域，是实现碳达峰碳中和目标的理想能源载体。
氢兼具原料属性和能源属性。在原料属性方面，“氢作为重要的化工原料，在化工和冶金领域有广泛的应用，目前我国的氢依然主要通过化石能源制备获得”，邹建新认为，绿氢作为原料取代化石能源制氢在减碳方面有广泛的应用前景。在能源属性方面，氢在使用过程中只产生能量和水，是一种非常清洁的能源。
氢能在应用过程中分为三个关键环节，分别是氢制取、氢储运以及氢应用。“在氢制取环节，清洁能源制氢是未来的发展趋势。但目前大规模清洁能源制氢多集中在距离城市较远的地区，因此需要安全高效的大规模氢储运方式，氢储运已成为制约氢能产业发展的关键环节。”邹建新指出，固态储氢通过将氢固化在材料中从而获得较高的储氢密度，同时，在储运过程中罐体内的气氢含量又相对较低，因此具有可逆性和安全性好的优势。在氢应用环节，氢可广泛应用于氢储能、工业用氢、备用电源、车载能源、健康医疗以及农业等领域。
“镁基固态储氢具有低成本、高容量、高纯度的优势”，邹建新表示，我国镁资源丰富，年产量约占全球的90%左右，材料成本低、无资源限制；镁基材料在常见金属材料中储氢密度最高，且可以采用多种方式放氢。在技术方面，镁基储氢合金具有反应相对简单、无副产物且控制性良好的优势。同时作为合金材料，镁基储氢材料易于回收且回收率高，对环境友好，无三害产生。
邹建新指出，镁基储氢材料在具备诸多优势的同时，也存在表面易被氧化导致吸放氢速率降低，以及长期循环使用过程中易发生衰减等问题。对此邹建新表示，通过在镁颗粒表面形成催化位点的方式，可以有效改善因表面氧化导致的吸放氢效率降低的问题。通过使用第二相分散的方式和形成多孔块体结构，可以有效改善衰减问题。
在成果转化方面，邹建新表示：“我们已经实现了高纯度氢化镁的量产，在上海建设了年产10吨的高纯氢化镁粉体生产线，在新乡建设了年产100吨的多孔镁基储氢合金颗粒生产线。”据介绍，基于镁基固态储氢材料水解产氢技术的备用电源已实现量产；第一代吨级镁基固态储运氢车也已于近期发布。
对于镁基固态储氢的前景，邹建新认为，镁基固态储氢以其运输灵活性等优势，未来将应用于氢运输、氢冶金、氢电储能等领域。
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