千瓦級氫動力電源

驅動觀光車可以穩定行駛；

百瓦級氫電源

輕巧便攜，可作為

野外工作、露營、科考等場景下的應急電源；

便攜式氫能電源、無人機、氫能源乘用車

……

近年來，被譽為“未來能源”的氫能

正在快速融入百姓生活

作為一種零碳排放的清潔能源，氫能正被廣泛應用于工業生產、儲能、移動終端等領域，但“怎樣更好地儲存、利用氫能”，這是科學家們一直致力研究的問題。

記者采訪了解到，陜西在儲氫領域材料及氫能應用場景上取得新突破，近日，由西安交通大學教授成永紅團隊原創的石墨烯界面納米閥技術，破解了氫能儲運難題。他們用“握在手中”的氫能源，推動氫能應用實現從“1”到“N”。?

原創石墨烯界面納米閥技術

實現將氫氣“握在手中”?

9月20日，記者來到中國西部科技創新港，探訪這個將氫氣“握在手中”的團隊。

“我們原創的石墨烯界面納米閥技術，將每一個金屬氫化物微米級別顆粒的表面均勻包覆上石墨烯，在儲存的時候讓其變得穩定，在釋放氫氣的時候，可以慢慢反應，解決了釋氫過程太過劇烈的難題。通過控制石墨烯的包裹，可以控制氫氣的釋放速度，保證釋氫的穩定性。”成永紅說，并向記者展示了裝在容器中的產品樣本。

“也就是說，我們基于石墨烯界面納米閥技術，研制出新型固態化儲氫材料，讓氫氣可以‘握在手中’。”?

記者了解到，2012年，西安交通大學成立新型儲能與能量轉換納米材料研究中心，圍繞儲能與能量轉換從材料開始進行原始創新。在成永紅、張錦英等教授的帶領下，研究中心開發出“金屬氫化物@石墨烯復合固態儲氫材料”。它具有高空氣安全性、高儲釋氫密度、寬工況非催化釋氫，以及可長期存儲等特點，可滿足氫氣大規模存儲與運輸需求，并能廣泛用于工業制氫、電力儲能、移動應用等場景，為氫能儲、運、用提出了新方案、開辟了新途徑、創造了新范式。

依托西安交通大學“金屬氫化物@石墨烯復合固態儲氫材料”原創成果，成永紅教授成立了西安一九零八新能源科技有限公司，讓科技成果走出實驗室、走向“生產線”。

今年7月，該公司兩條日產百公斤級鈉鈣基和鋁鈉基復合儲氫材料循環中試線建成投產，實現“金屬制備→金屬氫化→復合材料制備→釋氫副產物回收利用”全技術鏈條驗證，材料儲釋氫重量密度最高可達14%以上，可為大規模氫氣的存儲與遠距離的運輸提供更有效的解決方案。目前已完成單套系統年產3000噸的工藝包設計，為后續大規模應用奠定了堅實基礎。?

“該項目是學校全力推進學科交叉、產教融合的重要成果，是大學和社會深度融合、服務國家重大需求的典型示范。”西安交大相關負責人介紹說。

“三高”儲氫材料

推動氫能應用實現從“1”到“N”?

據了解，在新能源體系下，氫能被視為與電能互補的優質二次能源。氫能可以通過氫燃料電池技術應用于汽車、軌道交通、船舶等領域，也可以用于分布式發電（家庭和商業）和儲能領域，還可以直接燃燒，為煉油、鋼鐵、冶金等行業提供高效原料、還原劑和高品質的熱源。

氫能的產業鏈包括制氫、儲氫、運氫、用氫四個主要環節。成永紅團隊的突破性創新，破解了氫能產業鏈的關鍵環節——氫儲運中效率低、安全隱患大、成本高等難題，有望助力氫能的應用更加廣泛。?

成永紅介紹說，一九零八新能源復合固態儲氫材料，在性能上處于全球領先水平，即“三高”：高安全性：常溫常壓下存儲運輸，不需要任何特種設備，是可以握在手上的氫能源；高儲氫密度：材料儲氫密度最高達到12.5wt.%；高釋氫密度：有效水解釋氫密度最高達到25wt.%。

其中，鈉鈣基復合儲氫材料適用于大規模氫能存儲、中距離氫能運輸及長周期波動能源調節，鋁鈉基復合儲氫材料則適用于超大規模氫氣存儲與超遠距離運輸。“對于氫能產業，這意味著解決了產業鏈中關鍵的儲運環節的難題。以前的氫能儲運，多是解決‘神經末梢’問題。固態儲氫的突破，則是打通了產業鏈上下游之間的‘主干神經’。”成永紅說。?

成永紅團隊的研發突破，使得千瓦級氫動力電源驅動觀光車可以穩定行駛，百瓦級氫電源重量低于3Kg，輕巧便攜，可以作為野外工作、露營、科考等場景下的應急電源……

“以我們的氫動力電源產品——百瓦級-便攜式移動氫電源為例。1Kg料可以產生3度電，低于20g的單料包可以實現100分鐘以上的供電，通過更換料包，理論上可以實現‘無限續航’，作為野外工作、露營、科考等場景下的應急電源，具有獨特優勢。”成永紅說。

固態儲氫技術的不斷創新和提升，將進一步推動氫能產業的發展。“氫同時具有能源和資源的雙重屬性。”在成永紅看來，“未來的氫可能就像現在的煤一樣，會長期存儲下來，什么時候需要，什么時候轉化為能源。未來，整個工業生產過程也會發生非常大的變化。”?

氫能產業駛入“快車道”

西安致力打造“氫能科創之都”?

成永紅表示：“未來我們將與行業伙伴廣泛合作，持續推動金屬氫化物@石墨烯復合固態儲氫技術在氫能大規模儲運、電力能源、移動終端等領域的落地應用，助力全國儲氫、用氫產業鏈快速發展，為國家構建綠色低碳現代能源體系、實現‘雙碳’戰略貢獻力量。”

采訪中記者了解到，近年來，西安成為企業布局氫能產業的“香餑餑”：2021年3月，隆基綠能便與上海朱雀投資合資，成立西安隆基氫能科技有限公司，隆基創始人李振國親自“掛帥”，進軍“光伏制氫”；2022年起，維納氫能科技、德燃動力、比克新能源技術等多家氫能產業鏈上、中、下游企業安家西安。一條新的千億級產業鏈正向西安“招手”……

同時，《西安市氫能產業發展規劃（2023-2035年）（征求意見稿）》進一步明確：西安定位全國氫能科創之都、全國氫能高端裝備產業集聚高地。?

“預測到2030年，氫能的發展將進入黃金時代。現在看來，這個目標正在夢想照進現實，我們和世界上最清潔能源的距離漸行漸近！”成永紅信心滿滿地說。

文/圖：西安報業全媒體記者 任娜 程靜 部分圖片來源網絡