氫能因具有可規(guī)模化應(yīng)用、能量轉(zhuǎn)化效率高、清潔無污染、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。“儲氫材料必須同時具備高儲氫容量、高安全性、吸/放氫速率快、長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)會議上得到了專家學(xué)者的一致認(rèn)同。

    多元化開發(fā)儲氫材料

    目前，儲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氫材料/體系，如何降低儲氫材料吸/放氫溫度及提高儲放氫速率，以及如何提高氫源系統(tǒng)的儲能密度和改善其傳熱/傳質(zhì)性能等。對于現(xiàn)階段的儲氫技術(shù)研究，有專家提出，現(xiàn)有的儲氫材料各有利弊，必須結(jié)合具體的使用方式合理利用，同時注重多元化共同發(fā)展。短期內(nèi)，高壓罐儲氫仍是主要的氫儲存與運(yùn)輸手段。但從長遠(yuǎn)看來，諸如輕質(zhì)材料、有機(jī)液態(tài)儲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。

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

    高壓氣態(tài)儲氫前景好

    據(jù)了解，高壓氣態(tài)儲氫具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、壓縮能耗少、充放速率快等優(yōu)點(diǎn)，是最具商業(yè)應(yīng)用前景的儲氫方式之一。高壓氣態(tài)儲氫涉及的重要科學(xué)問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)律和氫脆評價方法、車載高壓氣態(tài)儲氫體系輕量化設(shè)計(jì)方法、高壓氣態(tài)儲氫體系安全性能預(yù)測和驗(yàn)證方法、高壓儲氫體系風(fēng)險預(yù)測和控制方法等。

    浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所所長鄭津洋介紹，我國目前已具備了高壓儲氫容器、高壓氫壓縮機(jī)、固定式高壓加氫站、移動式高壓加氫站、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，國內(nèi)高壓儲氫、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氫罐，另外在車載輕質(zhì)儲氫罐研發(fā)也進(jìn)展順利，35兆帕的儲氫罐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，70兆帕的正在研制。不過，運(yùn)輸用高壓儲氫容器存在重量大、儲氫少等問題，這也是很多專家正努力攻關(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，對于大量、長距離的氫氣輸送，可以考慮用管道。氫氣的長距離管道輸送已有60年的歷史，最老的長距離氫氣輸送管道于1938年在德國魯爾建成，總長達(dá)208千米，連接18個生產(chǎn)廠和用戶，從未發(fā)生任何事故。世界最長的輸氫管在法國和比利時之間，長約400千米。

    此外，以有機(jī)分子作為氫儲存介質(zhì)而形成的液體燃料為原料進(jìn)行現(xiàn)場制氫，可以顯著提高儲氫效率，而且運(yùn)輸、儲藏等基礎(chǔ)設(shè)施比較完備，能滿足國家氫能重大戰(zhàn)略需求的中短期目標(biāo)。有機(jī)液體氫化物儲氫具有儲氫量大，儲存、運(yùn)輸、維護(hù)、保養(yǎng)安全方便，便于利用現(xiàn)有的儲油和運(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)儲氫介質(zhì)，儲氫量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)高壓壓縮儲氫和儲氫合金儲氫。