上海交大邹建新教授——高容量镁基固态储氢材料与系统促进氢产业发展

2023年4月13日，上海氢枫能源技术有限公司与上海交通大学氢科学中心在上海汽车会展中心重磅发布了第一代吨级镁基固态储运氢车（MH-100T），并于5月22日亮相世界氢能技术大会，标志着氢气储运环节取得了新的突破。上海交通大学丁文江院士、邹建新教授为MH-100T的开发提供了关键的技术支持。
基于以上成果，上海交通大学邹建新教授在Frontiers in Energy的News & Highlights栏目发表了题为“Promoting hydrogen industry with high-capacity Mg-based solid state hydrogen storage materials and systems”的文章。文中详细介绍了该吨级镁基固态储运氢车的工作原理、重大意义及对未来氢能产业链的展望。

氢气作为一种清洁能源载体吸引了越来越多的关注，在现有的氢能产业链中，储运占到了整个成本的30%-50%，决定氢能应用的关键是安全高效的氢能储运技术。镁基储氢材料凭借其高质量储氢密度（7.6wt%）和体积密度（110 g/L）、丰富的镁储量及安全性，受到广泛的关注。
上海交大氢科学中心的研究团队攻坚克难，通过在金属镁中添加合金元素并构造特殊宏微观结构，研发出了可实用化的镁合金储氢材料，在免活化情况下，该合金具有优异的吸放氢性能（首次吸氢量可达6.4wt%以上）和长周期循环稳定性（＞3000次）。MH-100T储运氢车内共有12个储氢容器，每个容器都装填了该镁合金储氢材料，其总储氢容量高达1.03吨，是传统高压气态储氢拖车(20 MPa)的3-4倍。其在中长距离、大规模氢气运输上具有显著优势，为氢能产业链提供了一种创新性的氢气储运模式，也将为氢能行业的大规模应用提供强有力的支撑。
在吸氢过程中，通过导热油为体系加热，在一定温度压力下通入氢气使材料完全氢化。为提升能源效率，可将吸氢过程中释放的热量存储于熔盐、MgO、Al2O3等储热材料中。当储存的氢需要释放时，罐中的镁基储氢合金被导热油加热一定温度后进行放氢，整个吸放氢过程可以通过计算机程序远程控制，提高了系统的安全性和节能性。该吨级镁基固态储运氢车为大幅降低氢能链中的储氢成本开辟了新的途径，提高了安全性并拓宽了氢的应用范围。

在应用端，该技术在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备巨大的应用潜力。标准集装箱式的设计使得该产品能够适应铁路、公路、轮船等不同的运输方式，进行长距离、大规模的氢气储运。未来，研究团队计划建立一个完整的镁储运氢体系，即“原镁生产→镁基合金生产→镁基固体储氢材料→镁基固体储运氢技术→氢储运应用”。可以预见，未来“可再生能源制氢-镁基固态储运氢-氢燃料电池／氢冶金化工”的氢能产业链将前途光明。