中國有研持續開創固態氫能技術應用新局面

固態儲氫是一種通過特殊的儲氫材料將氫氣轉化為固態氫化物的技術。固態儲氫裝置，既可在較低的氣壓、較小的空間存儲大量氫氣，又可在溫和的條件下，連續可控釋放氫氣。

近年來，中國有研所屬有研工研院與有研廣東院聯合開發出一系列固態儲氫產品，并在粵港澳大灣區實現了示范應用。其中提供給南網云南綜合能源站、廣州南沙電氫智慧能源站和廣東佛山丹灶氫能小鎮的產品，獲得了央視等媒體的報道關注，助力我國首次實現了固態氫能發電并網，標志著固態儲氫從技術創新走向了實踐應用。

中國有研在固態儲氫領域歷經幾十年的技術積累，實現了從低壓到高壓、克級到百千克級的全覆蓋，在精密儀器、兩輪車、叉車、儲氫站、加氫站等用氫場景上實現了多項應用。

“小而美”的固態儲氫罐

上世紀70年代以來，中國有研先后承擔了40余項國家863、973、重點專項和氫能相關的課題。2000年，固態儲氫罐首次應用于精密計時設備，與傳統高壓罐相比，不僅減少了占用空間，還大幅降低了存儲壓力。此外，儲氫材料在充放氫過程中還可使氫氣“純化”，從而顯著降低輸出氫氣的雜質含量，提升精密計時設備的性能與壽命。

在有研工研院新能源事業部里，上世紀90年代開發的固態儲氫裝置和檢測設備仍然在正常運轉。“他們都是‘老同志’了，甚至比很多新入職的員工年齡都大。在高使用頻次下，性能衰減的幅度仍然很小，我們這項技術是經得住時間考驗的。”中國有研首席專家蔣利軍每次向實驗室參觀人員介紹時都會說道。

固態儲氫罐是固態儲氫裝置的最基本單元，它的性能和壽命是車載儲氫系統、大型儲能站和加氫站可靠運行的關鍵。

單個固態儲氫罐在兩輪車上的應用

“安而遠”的車載儲氫系統

2015年，隨著國外氫燃料電池汽車的商業化，中國氫燃料電池車產業也迅速發展。車載儲氫系統的特殊之處在于：不僅要具備良好的安全性，還要具備復雜環境下的持續穩定供氫能力。

氫燃料電池汽車目前主要采用高壓儲氫罐，存在占用承載體積大，使用時產生廢熱多、破損時安全隱患大等不足。為了高效、清潔、安全地使用氫能，中國有研的技術人員優化了換熱系統，將廢熱用于氫氣勻速釋放，提高了電能和熱能的綜合利用率，進而有效提升了行駛里程。即使車輛行駛中發生意外，導致車載固態儲氫系統破損，其中的氫氣也不會在短時間內大量釋放，具備良好的碰撞安全性，可極大延長意外逃生時間。

中國有研的車載儲氫系統，通過對燃料電池廢熱的綜合利用，氫氣的實際發電效率也進一步得到提升，實現了氫燃料電池車的“安而遠”。

車載儲氫系統在叉車上的應用

“大而精”的固態儲能及加氫站裝置

2020年9月，國家明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。我國的儲能站及加氫站的建設速度大幅度加快。產業的快速發展對固態儲氫裝置也提出了更高的要求，固態儲能站的儲氫量要超過一百千克，壽命要達數十年；固態加氫站的供氫壓力要求近百兆帕，加注速度要求每分鐘超過一千克氫氣。

中國有研的技術人員面向經濟主戰場和國家重大需求，采用模擬仿真與實驗驗證相結合的方式，突破了高儲氫密度和快速動態響應等技術難題。在更小的占地面積、更低的氣壓下，實現了存儲超過一百千克氫氣；儲氫和供氫過程中，實現了壓力、流量的雙穩定，具備更好的安全可靠性。截至2022年底，中國有研自主開發的固態儲氫裝置產品在河北張家口市、廣東省廣州市、四川省德陽市實現了固態儲能及加氫站示范應用，用新興的氫能產業有效促進了區域協調發展。

固態儲氫裝置在儲能及加氫站的應用

中國有研的固態儲氫技術團隊始終堅信，實踐就是最好的老師。未來，中國有研將繼續強化目標導向，加強產學研深度融合，提高科技成果轉化和產業化水平，持續發揮好科技型國家隊的引領支撐作用。