全国首台！固态储氢获得新应用

发表于：2023-08-17 来源：原创

近日，南方电网公司广东广州供电局研制的基于固态储氢技术的氢能应急电源车成功在广州南沙供电局试运行，在国内率先实现不间断、零感知、环保、清洁保供电。

据悉，小虎岛电氢智慧能源站于今年3月在广州南沙完成建设，该站是国内首个应用固态储供氢技术的电网侧储能型制加氢一体站，也正是该站支撑了基于固态储氢技术的氢能应急电源车首次投放使用。

据广州供电局氢能中心技术人员黄旭锐介绍，该氢能应急电源车相较于以往传统的应急发电车，不仅实现了100%绿色低碳用能，还集成了固态储氢系统、氢燃料电池发电系统、锂离子电池储能系统等多种元件，其中，固态储氢系统可存储100kg氢气，搭载的4个额定功率50kW的质子交换膜燃料电池，可在200kW额定发电功率下持续供电6小时。

该项目成果核心技术和设备全部实现国产化。燃料电池发电系统采用先进的质子交换膜燃料电池发电装置，可以实现最高0-120%额定功率范围内的秒级快速调节。

安全、高效

该能源站采用的“固态储氢”技术，其原理是氢气和金属或者合金形成氢化合物来储存氢气的技术当需要对外供氢时，升高氢化物的环境温度就可以释放氢气。

从材料分类上有金属合金、碳材料等。金属氢化物合金又可细分为稀土系、钛铁/锰系、钒系和镁系等。而这次氢能电源车所利用的便是我国相对过剩的高丰度钛资源，未来进一步推广，可促进我国钛资源的高效利用。

氢气作为氢能的主要载体，其生产、存储、运输及应用技术及设备的开发是推动氢能产业发展的关键。受制于氢气低密度、高活性的物理化学特性，氢气的高效存储限制了其产业链规模化发展。

目前常见的氢气存储方式为常温高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢等。

高压气态储氢始终是走在最前沿的储氢方式，随着技术的推进，我国一众氢瓶氢罐制造企业也迈进了IV型储氢瓶的研发生产序列。低温液态储氢技术在近两年也从航天军工领域向民间领域出现应用。就在今年，国内首台民用液氢罐车正式开工，液氢储罐技术将有较大突破。

受技术水平影响，我国的固态储氢起步较晚，但从体积储氢密度、安全性等因素考虑，固态储氢却是最具商业化发展前景的储存方式之一。

相较于其他储氢方式，固态储氢具有良好的稳定性，安全风险低，包装和储存只需防潮，运氢设施精简，运输成本低，同样体积下，运输效率更高；常温常压下非常稳定，储运相当安全，水合反应释氢，稳定可控只生成氢氧化镁和氢气，对人体无害；相较传统的氢化镁通过物理切削，成本低，易大规模制造制造所需温度更低，能耗也更低无需阻燃剂。

2021年10月底由上海市节能协会、中国节能协会联合批准发布《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》团体标准，未来随着技术的不断推进，诸如前端加氢、后端脱氢的工艺和成本优化等问题得到解决后，在政策、标准的加持下，固态储氢技术将会得到进一步应用。

应用广泛

此前，固态储氢技术已经在工程车载应用、乘用车载应用、通信基站的备用电源、分布式供能、电力调峰电站、应急电源、绿氢和化工相结合等多种场景中得到应用。

固态储氢在工业上可以减轻安全压力，实现工业副产氢净化-储运一体化，有效降低储运成本；在备用电源领域，应用于数据中心、医院、社区等工商业的示范项目；至于电力调峰方面则建设多项示范项目，包括华电集团、云南电科院、有研科技集团等在四川泸定、昆明、张家口建设了相关示范项目。