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正能集团镁基固态储氢项目开启加速度

发布日期:2022-08-20 作者:正能量 点击:



引言


在氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节中,储运环节是高效利用氢能的关键,也是影响氢能向大规模方向发展的重要环节。目前主要的氢储运方式分为气态储氢、液态储氢和材料储氢。”与气态储氢和液态储氢相比,固态储氢既可以大幅提高体积储氢密度,又可以提高储运氢的安全性,可解决人们最关心的氢能高密度储存和安全应用这两个问题。常用的储氢材料分为:金属氢化物、配位氢化物、液态有机物、多孔材料等。金属镁在储氢研究领域具有成本低、质量轻、无污染等优点,被认为是最有发展潜力的固态储氢材料之一。


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固态储氢具有储氢密度高、成本低、安全稳定和使用周期长等特点,而金属镁在储氢研究领域具有成本低、质量轻、无污染等优点,被认为是最有发展潜力的固态储氢材料之一。

1.使用镁用作储氢材料:氢储量高且循环效率高:

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镁储氢的优势:重量可以占到7.6%,可以比液氢更高,体积密度每一升可以有110克的氢,储氢的压力是常压,循环特性现在已经做到接近3400,到了2400循环,就是充放氢基本上不筛减,特别有用的特性叫杂质气体,如果这个氢,因为工业用的氢经常有杂质气体,它只接受氢,其他氧化碳其他气体不要,放出来的氢就是5个9的氢,叫净化储氢,所以杂质气体基本没有,可以直接用于燃料电池。

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镁作为功能材料是固态储氢材料的极佳选择,镁基固态储氢材料不仅储氢量高、而且安全。镁储氢密度可达7.6 wt.%,超过美国能源部提出的车载氢源系统终极目标,且实验结果显示,2500次循环无明显衰减。镁基固态储氢材料水解产氢量更高,可达到15.2wt.%,相当于液态储氢的3倍。同时,镁基固态储氢材料还有明显的成本优势,单位氢气储运成本可下降40%,降低6.48元/公斤。

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用镁合金来储存氢的技术可以应用到交通领域,如汽车、摩托车等。普通汽车的油箱储油量相当于5公斤-6公斤的氢产生的能量,需要80公斤-90公斤的镁合金容器,这与普通油箱的重量差不多,但体积较小。用氢作为动力并不是通过燃烧氢来获得,而是把氢直接转化为电能,进而为汽车提供动力。汽油燃料的效率在20%-30%,而氢通过能源电池直接转换为电能,效率可达70%-80%。

此外,由于镁材料的特性,还可以实现工业副产氢净化储运一体化,具有直接充装、纯化氢气,存储运输、更低成本等优点,可以实现大容量固态储氢,单车可装载20个储氢罐、1.2吨氢气,实现常温常压运输,从而实现更纯的氢气,更远的距离,更低的价格以及更高的安全。


2.在未来,镁会在加氢站建设上有着大量需求:

在当前氢燃料电池汽车产业中,加氢站所使用氢气来源主要是传统高压气氢,车主付出的加氢费用,至少1/3消耗在运输环节。随着市场规模扩张,终端需求量上升,行业一直在寻找更有效率的下一代氢气储运路径,液氢和固态储氢是希望之星。

加氢站是氢燃料电池汽车发展的必要前提条件之一。我国建成加氢站数量远低于欧洲和美、日等国家。这很大程度是由于当前国内加氢站单站建设存在成本高、投资回报期长等问题。用镁基固态储氢的储运车,两辆可装载氢气2.4吨,可直接变成加氢站,为3000辆重卡加氢。这种新型的加氢站具有占地面积小、加氢车辆多,氢气成本低,加氢能力大大增强,发展前景看好。

氢储科技曾对高压气氢、液氢、镁基固态储氢的运营的经济性做过测算,从原料气开始,到最后的加氢站,将过程中每个环节的设备折旧和能耗进行比对,并计算出三种储运氢方式在100、300、500公里三个运输半径的经济性情况。测算结果如下:

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从测算结果可以发现,高压气氢随着运输距离的增加,运营成本上升很快。对于镁基固态储氢来说,运输半径越短,其运营成本越低。


3.相关政策及标准的发布对于镁基氢化物储氢的应用推广具有推动作用

2021年10月10日,中共中央、国务院印发的《国家标准化发展纲要》。对镁基氢化物固态储运氢系统技术在产业化落地的过程中更好地发挥“引导、规范、监督”的作用,推动形成具有中国影响力的固态储氢标准。

2021年10月29日,《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》由上海市节能协会、中国节能协会联合批准发布,成为国内首个关于镁基氢化物固态储运氢技术的标准。该《标准》的制定,是镁基氢化物储氢市场发展的一个重要里程碑,对于镁基氢化物储氢的应用推广具有积极的指导作用,对于解决氢气储运安全性、经济型问题具有重要意义。

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新时期,正能集团致力于新能源和制氢加氢一体化项目以及镁基新材料产业链的延伸拓展。


2022年6月,正能集团的原生工业镁锭的生产与销售通过国际质量管理体系ISO9001:2015认证,其所涉及的相关环境管理活动通过国际环境管理体系ISO14001:2015的认证,获得《质量管理体系认证证书》、《环境管理体系认证证书》,标志着正能集团原生工业镁锭的生产与销售向着规范化、标准化、科学化、环保化的管理模式迈出重大步伐。

正能集团目前已获批5.5万吨的金属镁、2.4万吨镁合金压铸件项目,分公司陆宝镁业获批3万吨金属镁,以上项目均手续完备。现正能集团厂区已建成1.5万吨金属镁项目,陆宝镁业也建成1.5万吨金属镁项目。完全彻底建成8.5万吨金属镁+2.4万吨镁合金项目,是正能集团既定战略目标和项目合作的核心需求,也是打造全国性镁基储氢材料示范项目的坚实保障。

2022年5月7日,正能集团与圣圆能源集团、上海氢枫能源、滨华氢能源共同签署了《镁基固态储氢战略合作协议》,确立了合作四方企业今后围绕“双碳目标”,发挥各自在资本、技术、生产、应用场景建设等领域的优势,着重在制氢、固态镁基储氢运氢、氢能源应用场景、加氢站建设、氢能源应用闭环上加强全方位战略合作,形成合力,在当下国内绿色氢能产业方兴未艾之际,抢占行业制高点,包括产能制高点,技术制高点,共同发展构建内蒙古地区制氢、固态镁基储氢运氢、加氢站建设、氢能车辆运营等氢能产业链商业模式以及氢能上下游产业链的投资布局,打造国家级镁基储氢材料示范性项目。

8月19日,上海氢枫能源携上海交通大学氢能研究中心相关领导和技术专家前来正能集团,就镁基固态储氢项目合作落地具体事宜进行深入的沟通洽谈,为项目的全方位落地开启加速度。

(文中部分图片来源:上海交通大学氢科学中心、氢枫能源,

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相关标签:正能集团,镁基氢化物固态储运氢,正能金属镁,镁合金

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