蒋利军：发展中的固态储氢材料(2)

如韩国汉阳大学制备出了三维碳材料纳米限域和过渡金属修饰的MgH2纳米复合材料，可在80℃放出4wt%的氢气，180℃下放氢量可达6.55wt%，并具有较好的吸放氢循环性能；澳大利亚新南威尔士大学制备出具有核壳结构的镍催化氨硼烷纳米储氢材料，使原来不可逆储氢的氨硼烷具有了部分可逆储氢性能。

我国近期合成的N-Nb2O5掺杂的MgH2起始放氢温度也已降至170 °C。但是总体来看，这些材料仍存在热力学稳定性过高、储氢量偏低、可逆性尚差等问题。

市场为导向，走出象牙塔

尽管国内外固态储氢材料的研究成果不断，蒋利军仍认为这类材料的综合性能还不能完全满足燃料电池动力系统的应用要求，特别是燃料电池乘用车车载储氢的要求。

成熟体系的储氢材料重量储氢率偏低，这些材料包括稀土系、Ti系和TiV固溶体材料，其中最高的TiV固溶体材料可逆储氢量也仅有2.6wt%。为提高重量储氢率，开发了一系列的配位氢化物、金属氨基氢化物、金属氨硼烷等轻质高容量储氢材料，虽然具有较高的重量储氢率，但这些材料仍存在着吸放氢温度高、吸放氢速度慢、可逆吸放氢循环性能差、低成本规模化制备技术欠缺等问题。

此外，储氢材料成本偏高也是制约其发展的一个重要因素。一方面，受有色金属原料价格波动影响，储氢材料的原料成本变动大；另一方面，这些材料应用的市场还较小，制造批量小，成品率低，导致其制造成本也较高。

蒋利军说，要解决这些问题，就要让研究走出象牙塔，直接面向市场需求，与最终用户紧密合作，开展实用型储氢新材料开发、配套工程化和应用技术开发。

第一，加快成熟储氢材料的应用。要认真分析细分市场，在现有成熟的储氢材料中筛选出性价比最合适的配对材料，开展工程化和应用技术研究，使成熟的储氢材料能尽快在特定的细分市场中得到很好的应用。

第二，以产品为导向，开发高容量储氢新材料，以满足综合性能为导引，避免片面追求高容量，做到有的放矢。

第三，将成本核算引入到研发阶段，研发时不仅要追求高性能，同时要充分考虑材料成本和批量制造成本，找到原材料成本低、批量制备技术易于控制的材料和技术。

第四，由于储氢系统涉及氢和压力容器问题，使用安全至关重要，必须要以相关标准规范为保障，目前储氢材料和系统标准规范及安全评价体系尚待完善，相关安全评价装备和检测基地也不完备，需要从宏观层面加以推动。

减少碳排放，必须发展高比例可再生能源，但可再生能源在时空间是不稳定的，需要发展氢储能等大规模储能技术，通过储能的手段，适时调配能源，将波动较大的可再生能源变成高品质能源。

蒋利军认为，氢能既可以大规模储存，又可以跨区域跨季节的调度，而且使用多样化，使整个能源体系变得更高效、更柔性。氢能将通过电氢协同，成为整个能源结构中的桥梁和纽带，与太阳能、风能等清洁能源一起，构成清洁的、可持续的能源体系。

蒋利军对固态储氢的经济性很有信心。他认为，内蒙地区风能、稀土资源丰富，但目前弃风严重，镧铈稀土积压严重，而稀土储氢材料恰恰大量使用了镧铈元素。如能借机在当地发展风电制氢、稀土系固态储氢，则能使这两种优势资源协同发展，走出一条有中国特色的氢能发展之路。

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