氫能、儲(chǔ)能技術(shù)是21世紀(jì)全球能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大戰(zhàn)略需求，隨著“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了人們的視野。由于氫通常以氣態(tài)存在，具有易燃、易爆、易擴(kuò)散屬性，對(duì)存儲(chǔ)和運(yùn)輸條件要求異?？量?。尋求安全、高效的儲(chǔ)氫方法或材料，成為發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。

　　近年來，北方稀土堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，以稀土產(chǎn)業(yè)高附加值轉(zhuǎn)型的重大需求為導(dǎo)向，以管理機(jī)制創(chuàng)新為抓手，打造開放、共享的聯(lián)合攻關(guān)創(chuàng)新平臺(tái)，集中建設(shè)稀土系固態(tài)儲(chǔ)氫裝置技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化示范線，解決制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)難題，全力推動(dòng)稀土產(chǎn)業(yè)向?qū)掝I(lǐng)域、高端化邁進(jìn)。

　　稀土儲(chǔ)氫材料通過化學(xué)反應(yīng)可以把氫氣變成金屬氫化物固體儲(chǔ)存起來，儲(chǔ)氫體積密度可達(dá)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，國家稀土功能材料創(chuàng)新中心（以下簡稱國創(chuàng)中心）積極與行業(yè)內(nèi)各方資源交流與合作，設(shè)計(jì)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(chǔ)氫裝置。該裝置是全國儲(chǔ)氫材料應(yīng)用在回收利用系統(tǒng)的首臺(tái)套設(shè)備，目前已申請(qǐng)專利13個(gè)，其中授權(quán)專利9個(gè)。

　　“固態(tài)儲(chǔ)氫裝置就像一個(gè)大容量充電寶，可以把光伏、風(fēng)電等不穩(wěn)定的可再生能源高密度存儲(chǔ)起來，既解決了風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)性強(qiáng)、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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。”稀土院副院長、國家稀土功能材料創(chuàng)新中心總經(jīng)理劉威向記者介紹。

　　據(jù)了解，固態(tài)儲(chǔ)氫裝置工作原理是根據(jù)稀土—鎳基儲(chǔ)氫材料傳熱傳質(zhì)相關(guān)參數(shù)，對(duì)氫儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)氫裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決儲(chǔ)氫裝置熱響應(yīng)速度慢的問題；通過建立數(shù)學(xué)模型來計(jì)算反應(yīng)熱調(diào)控器的響應(yīng)數(shù)據(jù)，確認(rèn)啟停條件并建立PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高反應(yīng)熱調(diào)控器的自動(dòng)化程度；同時(shí)，對(duì)大功率儲(chǔ)氫系統(tǒng)進(jìn)行集成與優(yōu)化，產(chǎn)品應(yīng)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(chǔ)、加氫站用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置和移動(dòng)載具用固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)等方向。“目前，國創(chuàng)中心已建設(shè)完成年產(chǎn)10臺(tái)套固態(tài)儲(chǔ)氫裝置的示范生產(chǎn)線，有效解決了常溫常壓下儲(chǔ)氫合金高效吸/放氫動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壁壘，激發(fā)稀土儲(chǔ)氫材料潛力，促進(jìn)稀土資源綜合利用，優(yōu)化用氫產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，平衡氫氣資源分布，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在新能源、大型風(fēng)光電領(lǐng)域儲(chǔ)能裝置等方面的開發(fā)應(yīng)用。”劉威說道。

　　進(jìn)入國創(chuàng)中心示范生產(chǎn)線，便攜式、大容量、固定式等多種規(guī)格固態(tài)儲(chǔ)氫產(chǎn)品映入眼簾，技術(shù)人員正忙著調(diào)試設(shè)備。

　　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(chǔ)氫裝置適合多種固定式和移動(dòng)式應(yīng)用場景。其中，儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)正負(fù)壓吸放功能，可為用氫企業(yè)實(shí)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(jìn)行氫氣回收利用；20公斤級(jí)低壓固態(tài)儲(chǔ)氫裝置，能夠?yàn)橛脷淦髽I(yè)及加氫站提供低壓、高效的氫氣存儲(chǔ)方案，并且與高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫相比，同設(shè)備體積和儲(chǔ)氫容量的條件下氫氣存儲(chǔ)壓力可降低約90%，與其他固態(tài)儲(chǔ)氫材料相比儲(chǔ)氫體積密度提升約15%；80公斤級(jí)低壓固態(tài)儲(chǔ)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(chǔ)，與現(xiàn)有加氫站建設(shè)成本相比，可降低建設(shè)成本約30%；在建的3至10公斤級(jí)移動(dòng)載具用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置，可應(yīng)用于氫燃料電動(dòng)汽車、重卡及特種車輛中，在不改變儲(chǔ)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%。”

　　下一步，國創(chuàng)中心將立足國家行業(yè)需要、站在自治區(qū)及包頭市稀土產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展高度，繼續(xù)瞄準(zhǔn)國際科技前沿，持續(xù)加強(qiáng)稀土新材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)，不斷擴(kuò)大稀土功能材料應(yīng)用領(lǐng)域，推動(dòng)研發(fā)方向往高處走、產(chǎn)業(yè)發(fā)展往實(shí)處走、空間拓展往遠(yuǎn)處走、機(jī)制改革向深處走，為稀土產(chǎn)業(yè)高附加值轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展提供聚合力和策源力。