成果完成单位:华北电力大学
◎成果描述
在众多储氢技术中,固态储氢因其体积密度高(大于100kg/m3)、安全性好 等优势,正成为氧储运技术研发与产业布局的热点。尽管因态储氧技术具有明显 优势,但在实际应用中仍面临一些挑战。其中,固态储氢材料因其特殊的结构脆 性(脆性相)和形态(粉末),在服役环境下由于长期吸放氢行为致其粉化,进而影 响了储氢系统的可靠性和使用寿命。氢脆现象的产生与材料的微观结构、氢的扩 散行为等密切相关。为了解决氢脆问题,研究人员正在积极探索新型固态储氢材 料和改性技术。例如,通过合金化、纳米化、酒加催化剂等方法来改善镁基储氧材 料的储氢性能和抗氢胎性,开发新型耐氢脆材料等。
◎技术亮点
采用微复合化方式大幅提升镁基固态储氢材料的吸放氢性能,常规材科经 过处理(不经纳米化等特殊处理),吸放氢速率提升均200%,达到0.8 wt.%/min; 构建了不同吸放氢循下品体结构和吸放氢性能的关系,为精准指导 储氢系统提供重要参考;抗氢材料及涂层的设计和制备,采用跨尺度模拟/实验 研究手段,结合机器学习高效成分开发方法,开展了基于非品、高熵的抗氢材料 开发和测试;建立了完善的固态材料熔炼和高压吸/脱附氢测试平台,可系统开 展固态储氢材料开发、测试以及储氧系统研发等工作。
◎发展前景
固态储氢技术正朝着提高储氢效率、降低成本和提升安全性的方向发展。未 来的研究将更加注重材料的微观结构设计、界面工程以及新型储氢机制的探索以实现更高效、更安全、更经济的固态储氢系统;基于对贯穿氢能应用产业核心 问题一氢脆一的系统化研究,是尽快推动固态储氢技术向实际应用的重要推手。