領跑世界！國內有機液態儲氫發展情況

雖然我國已經是世界上最大的氫氣生產國，但在氫能產業技術上仍然落后于歐洲。但有一項儲氫技術彎道超車，領跑世界，這就是有機液態儲氫技術。

有機液態儲氫簡介

原則上，每個不飽和化合物都可以進行氫化從而吸收氫，有機液態儲氫（LOHC），是以某些烯烴、炔烴或芳香烴等含有不飽和碳健的液態有機物作為儲氫載體，通過發生一對一可逆反應實現氫的儲存和釋放的技術。

 

 

有機液態儲氫的重點在于有機物儲氫介質的選擇，儲氫介質的性能指標包括儲氫性能、常溫下穩定為液態、穩定不易揮發、脫氫環節中不污染氫氣、低毒或無毒、循環次數多、成本較低等。

常見的有機儲氫介質有甲基環乙烷（MCH）、二芐基甲苯（DBT）等，從能耗、儲氫量、儲氫劑以及物性等方面考慮，芳烴特別是單環芳烴效果最佳。

 

 

技術優勢

有機液態儲氫分為三個環節：儲氫、運氫和脫氫，在每一環節都有一定的優勢。

儲氫方面，有機液態儲氫的儲氫量大，儲氫密度高。高壓儲氫和固態合金儲氫，儲氫密度高達60g/L，可逆儲氫量可達5.6wt%。

運氫方面，有機液態儲氫運輸更加安全，適合長距離運輸。儲氫有機液體在常溫下呈液態，可使用普通的管道或槽罐車運輸，到用戶端后采用類似汽油加注的泵送形式，整個過程成本較低，也不會產生氫氣損失。

脫氫方面，脫氫相應速度快，可做到氫氣即制即用，脫氫后所得氫氣純度較高。儲氫載體可重復使用，有機液態儲氫的具有高度可逆性，脫氫反應裝置中，在一定溫度條件下發生催化脫氫反應，氫氣輸送至用氫端，脫氫后的液態載體回收再利用。

 

 

技術難點

機液態儲氫需要配備相應的加氫、脫氫裝置，加氫和脫氫的條件都很苛刻，成本較高。

脫氫時所需溫度偏高，如果沒有其他熱源，會導致整體效率降低，且容易發生副反應，導致氫氣純度不高。

脫氫反應所使用的的催化劑在高溫下容易失焦，且催化劑本身不夠穩定，容易被中間產物毒化。

在未來的研究中，提高低溫中脫氫效率，開發高活性、長壽命的催化劑，同時開發低成本、高儲氫密度的載體材料是主要發展方向。另外，還要充分利用廢熱這類廉價熱源， 降低脫氫成本。

國內外發展情況

有機液態儲氫技術最早可追溯到1975年，當時首次提出利用甲苯等芳香化合物作為儲氫載體，實現氫氣的可逆存儲，開辟了儲氫技術研究的新方向。

2017年12月26日，日本公布了《基本氫能戰略》，2020年，日本千代田公司利用甲基環乙烷作為儲氫載體，首次實現遠洋氫運輸，年供給量將達到210噸。

德國Hydrogenious Technologies，一直有獨特的有機液態儲氫技術，主要研究方向為二芐基甲苯，該介質具有不易燃易爆的特性。目前該公司正在德國多馬根建造世界上最大的有機液體儲氫技術工廠，計劃于2023年投產。

目前國內液態儲氫發展迅速，隨著有機液體儲氫技術的廣泛傳播，國內多家企業也對有機液態儲氫進行了布局與研究，近年來有多個項目開車。

2016年9月，運用了有機液態儲氫技術的“泰歌”號燃料電池客車驗證了有機液態儲氫與燃料電池汽車的適配性。

2022年2月，中船712所自主研制的國內首套120kW級氫氣催化燃燒供熱的有機液體供氧裝置完成調試，并實現與燃料電池系統匹配供氫。進一步奠定在有機液體儲氫應用研究方面的領先地位。

2022年11月，中國化學科研院聯合天辰公司合作開發甲基環乙烷-甲苯有機液體儲氫技術取得重大突破，成功運行了國內首套甲基環乙烷-甲苯有機液體儲氫中試示范裝置，攻克了液態有機物儲放氫的關鍵技術。

2023年1月11日，由中化學建投、氫能效率等企業聯合打造的全球首套“常溫常壓有機液體儲氫加注一體化及氫能綜合利用項目”與上海市開車運行，標志著我國有機液態儲氫技術已具備工業化和商業化的條件，為我國能源體系綠色低碳轉型發展提供有生力量。

 

 

國內有機液態儲氫未來展望

要發展有機液體儲氫技術，政策支持與技術研發缺一不可。

政策上，去年8月，遼寧省發布了《氫能產業發展規劃（2021-2025年）》，其中提到要積極開展金屬儲氫、有機液態儲氫技術的開發創新。12月，湖北省出臺了《支持氫能產業發展的若干措施》，提到要重點推動有機液體儲氫技術創新。

在儲氫技術方面，，常用有機液態儲氫載體有MCH、甲醇、甲酸等，如何選擇效率更高、能耗更低，儲氫量和成本合適的儲氫載體是當前研究的重點，也是有機液態儲氫技術大規模發展的前提。

運氫方面，有機液態儲氫可在常溫常壓下液態輸運，可使用儲罐、槽車以及現有的成品油管道輸送系統，但要對管道進行適應性改造，分析有機液體中氫氣的析出規律，避免管道損耗過快。

脫氫是有機液態儲氫的核心技術，解決脫氫能耗的難題、開發新的催化劑種類以填補國內空白，是目前脫氫技術研究的主要方向。

有專家表示，有機液態儲氫是否可以商業化應用，要取決于技術迭代速度能否快于其他儲氫手段，以及降本速度能否快于低溫液態儲氫。

綜合來看，有機液態儲氫技術依然是最具發展前景的氫能儲運技術之一，常溫常壓下儲運以及低危險性是技術的重要優勢，隨著技術的成熟，對氫能產業的發展也起到推動作用。