发展固态储氢材料 让氢能利用叫好又叫座

　　气态储氢较为常见，可分为低压和高压两种。过去，街头巷尾卖气球的小贩，会载着一个大钢瓶，这就是低压储氢罐。而高压气态储氢最高气压可达70兆帕，目前我国常见的高压储氢气压也达到35兆帕，这就对压力容器提出了极高要求，目前高压储氢罐采用碳纤维制造，成本极高且要消耗较大的能源进行压缩。

　　氢气在一定的低温下，会以液态形式存在。因此，可以将氢气压缩、冷却实现液态储存。常温、常压下液氢的密度为气态氢的845倍，但低温液态储氢不经济。氢气液化要消耗较大的冷却能量，而且必须使用超低温用的特殊容器，目前仅在储存空间有限的场合使用，如火箭发动机等。

　　与化石能源或电力等其他非化石能源相比，氢能由于尚未很好地解决储运问题，所以一直处在叫好不叫座的尴尬境地。因此，开发新型高效的储氢材料、安全的储氢技术对氢能的开发利用至关重要。

　　含镁固态储氢系统成本接近锂电池

　　“固态储氢相对于高压气态和液态储氢，具有体积储氢密度高、工作压力低、安全性能好等优势。”周少雄介绍，固态储氢是未来高密度储存和安全氢能利用的发展方向。

　　固态储存需要用到储氢材料，目前技术较为成熟的储氢材料主要是金属合金。

　　储氢合金一般由两部分组成，一部分为吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素，它控制着储氢量的多少，是组成储氢合金的关键元素，主要包括钛、镁等；另一部分是吸氢量小或根本不吸氢的元素，常见的有铁、镍等。

　　这些合金材料与氢气在低温的条件下发生化学反应，氢气在其表面分解为氢原子。合金材料内部有大量细微的晶格，氢原子扩散进入到晶格内部空隙中，形成金属氢化物。

　　想要把氢原子“释放”出来也很简单，只需施加一定热量，储氢材料就可以析出氢气。

　　周少雄告诉记者，目前他们开发的低温固态储氢材料可以存储其体积上百倍的氢气，因而其储氢密度比液氢还高。这些合金材料性能非常稳定，不会燃烧爆炸，可逆性好，重复使用不低于5000次。

　　“以我们开发的一种新型储氢材料为例，主要成分是镁和稀土元素镧、铈等，在炉中熔化冶炼，冷却成型，再破碎成粉末就可以了。”周少雄说，镁是自然界普遍存在的一种元素，镧、铈在稀土元素中储量丰富，因此综合成本已逼近锂电池。