氫能因具有可規(guī)模化應(yīng)用、能量轉(zhuǎn)化效率高、清潔無(wú)污染、利用形式多樣等優(yōu)點(diǎn)，成為重要的新能源之一。然而缺少經(jīng)濟(jì)、高效、安全的儲(chǔ)氫與運(yùn)輸技術(shù)成為制約氫能規(guī)模應(yīng)用的主要瓶頸之一。“儲(chǔ)氫材料必須同時(shí)具備高儲(chǔ)氫容量、高安全性、吸/放氫速率快、長(zhǎng)壽命以及低成本等特性，才能夠商業(yè)化。”這一觀點(diǎn)在香山科學(xué)會(huì)議上得到了專(zhuān)家學(xué)者的一致認(rèn)同。

    多元化開(kāi)發(fā)儲(chǔ)氫材料

    目前，儲(chǔ)氫材料主要面臨三方面的挑戰(zhàn)：如何獲得高容量的新型儲(chǔ)氫材料/體系，如何降低儲(chǔ)氫材料吸/放氫溫度及提高儲(chǔ)放氫速率，以及如何提高氫源系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度和改善其傳熱/傳質(zhì)性能等。對(duì)于現(xiàn)階段的儲(chǔ)氫技術(shù)研究，有專(zhuān)家提出，現(xiàn)有的儲(chǔ)氫材料各有利弊，必須結(jié)合具體的使用方式合理利用，同時(shí)注重多元化共同發(fā)展。短期內(nèi)，高壓罐儲(chǔ)氫仍是主要的氫儲(chǔ)存與運(yùn)輸手段。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，諸如輕質(zhì)材料、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料等也都有各自的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)支持和發(fā)展。

    專(zhuān)家提出，在可成功商業(yè)化的儲(chǔ)氫材料面世之前，氫儲(chǔ)運(yùn)的安全性及規(guī)模化儲(chǔ)運(yùn)是關(guān)注的重點(diǎn)，應(yīng)著力開(kāi)展新型輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料、儲(chǔ)氫容器及其相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，研究新型有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料及其廉價(jià)高效加氫/脫氫催化劑的設(shè)計(jì)、制備與表征，氫與儲(chǔ)氫材料的鍵和作用及氫在材料中的擴(kuò)散問(wèn)題，利用有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料進(jìn)行長(zhǎng)距離輸氫的可行性等。

    高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫前景好

    據(jù)了解，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓縮能耗少、充放速率快等優(yōu)點(diǎn)，是最具商業(yè)應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫方式之一。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫涉及的重要科學(xué)問(wèn)題為高壓氫氣快充溫升物理機(jī)制及其控制方法、高壓氫環(huán)境下結(jié)構(gòu)材料的性能劣化規(guī)律和氫脆評(píng)價(jià)方法、車(chē)載高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫體系輕量化設(shè)計(jì)方法、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫體系安全性能預(yù)測(cè)和驗(yàn)證方法、高壓儲(chǔ)氫體系風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和控制方法等。

    浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所所長(zhǎng)鄭津洋介紹，我國(guó)目前已具備了高壓儲(chǔ)氫容器、高壓氫壓縮機(jī)、固定式高壓加氫站、移動(dòng)式高壓加氫站、高壓加氣機(jī)、超高壓爆破試驗(yàn)裝置、大容積高壓疲勞試驗(yàn)裝置等高壓氫系統(tǒng)的建造能力，國(guó)內(nèi)高壓儲(chǔ)氫、加氫技術(shù)已躍居世界先進(jìn)水平，為氫能特別是氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐。

    據(jù)悉，該所已研制出世界最大的固定式金屬材料儲(chǔ)氫罐，另外在車(chē)載輕質(zhì)儲(chǔ)氫罐研發(fā)也進(jìn)展順利，35兆帕的儲(chǔ)氫罐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，70兆帕的正在研制。不過(guò)，運(yùn)輸用高壓儲(chǔ)氫容器存在重量大、儲(chǔ)氫少等問(wèn)題，這也是很多專(zhuān)家正努力攻關(guān)的難點(diǎn)。受現(xiàn)有技術(shù)水平的制約，這種容器只適用于將制氫廠的氫氣輸送給距離不太遠(yuǎn)、氫量不大的用戶。

    高效安全是追求目標(biāo)

    清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)提出，對(duì)于大量、長(zhǎng)距離的氫氣輸送，可以考慮用管道。氫氣的長(zhǎng)距離管道輸送已有60年的歷史，最老的長(zhǎng)距離氫氣輸送管道于1938年在德國(guó)魯爾建成，總長(zhǎng)達(dá)208千米，連接18個(gè)生產(chǎn)廠和用戶，從未發(fā)生任何事故。世界最長(zhǎng)的輸氫管在法國(guó)和比利時(shí)之間，長(zhǎng)約400千米。

    此外，以有機(jī)分子作為氫儲(chǔ)存介質(zhì)而形成的液體燃料為原料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制氫，可以顯著提高儲(chǔ)氫效率，而且運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等基礎(chǔ)設(shè)施比較完備，能滿足國(guó)家氫能重大戰(zhàn)略需求的中短期目標(biāo)。有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫量大，儲(chǔ)存、運(yùn)輸、維護(hù)、保養(yǎng)安全方便，便于利用現(xiàn)有的儲(chǔ)油和運(yùn)輸設(shè)備，可多次循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。尤其是苯、甲苯、萘等是理想的液態(tài)儲(chǔ)氫介質(zhì)，儲(chǔ)氫量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)高壓壓縮儲(chǔ)氫和儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫。