近日，中國北方稀土（集團）高科技股份有限公司（以下簡稱北方稀土）的一項突破性技術(shù)成果在內(nèi)蒙古包頭市亮相。該成果為北方稀土牽頭研發(fā)的全國首臺套固態(tài)儲氫系統(tǒng)示范裝置，采用了稀土儲氫材料作為儲氫介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)氫氣的高密度、低壓、無泄漏、安全的固態(tài)儲存，為工業(yè)用氫提供高效、可靠的氫氣回收再利用方案。
稀土儲氫材料通過化學反應可以把氫氣變成金屬氫化物固體儲存起來，儲氫體積密度可達到液態(tài)氫密度，具有低壓、無泄漏、安全等特性。
正是利用這一特性，北方稀土旗下的國家稀土功能材料創(chuàng)新中心（以下簡稱國創(chuàng)中心）通過與行業(yè)內(nèi)各方資源交流與合作，設(shè)計并制造出具有優(yōu)良熱量管控能力的高密度氫氣回收-再利用系統(tǒng)，為工業(yè)用氫提供高效、可靠的氫氣回收再利用固態(tài)儲氫裝置。該裝置是全國儲氫材料應用在回收利用系統(tǒng)的首臺套設(shè)備。
“固態(tài)儲氫裝置就像一個大容量充電寶，可以把光伏、風電等不穩(wěn)定的可再生能源高密度存儲起來，既解決了風光發(fā)電波動性強、利用難的問題，也將改變目前過度依賴煤炭、石油等化石能源制氫的現(xiàn)狀，助力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標。” 稀土院副院長、國家稀土功能材料創(chuàng)新中心總經(jīng)理劉威介紹。
據(jù)了解，固態(tài)儲氫裝置工作原理是根據(jù)稀土—鎳基儲氫材料傳熱傳質(zhì)相關(guān)參數(shù)，對氫儲能系統(tǒng)中儲氫裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，解決儲氫裝置熱響應速度慢的問題；通過建立數(shù)學模型來計算反應熱調(diào)控器的響應數(shù)據(jù)，確認啟停條件并建立PLC自動控制系統(tǒng)，進一步提高反應熱調(diào)控器的自動化程度；同時，對大功率儲氫系統(tǒng)進行集成與優(yōu)化，產(chǎn)品應用領(lǐng)域涵蓋冶金用氫氣回收再利用、大規(guī)模工業(yè)氫氣低壓安全存儲、加氣站用固態(tài)儲氫裝置和移動載具用固態(tài)儲氣系統(tǒng)等方向。
劉威介紹，“國創(chuàng)中心目前開發(fā)建設(shè)的一系列固態(tài)儲氫裝置適合多種固定式和移動式應用場景。其中，儲氫容量20公斤的氫氣循環(huán)凈化系統(tǒng)，突破氫氣輔助設(shè)施限制，實現(xiàn)正負壓吸放功能，可為用氫企業(yè)實現(xiàn)氫氣的暫存和凈化，特別是為使用釹鐵硼氫碎工藝的企業(yè)進行氫氣回收利用；20公斤級低壓固態(tài)儲氫裝置，能夠為用氫企業(yè)及加氫站提供低壓、高效的氫氣存儲方案，并且與高壓氣態(tài)儲氫相比，同設(shè)備體積和儲氫容量的條件下氫氣存儲壓力可降低約90%，與其他固態(tài)儲氫材料相比儲氫體積密度提升約15%；80公斤級低壓固態(tài)儲氫裝置，可直接用于加氫站及大規(guī)模用氫場景的氫氣安全存儲，與現(xiàn)有加氫站的建設(shè)成本相比，可降低建設(shè)成本約30%；在建的3至10公斤級移動載具用固態(tài)儲氫裝置，可應用于氫燃料電動汽車、重卡及特種車輛中，在不改變儲氫罐體裝載數(shù)量的前提下，可提升重型卡車氫氣裝載量50%，車體自重僅增加10%。”
