氢是自然界的能源之母，在能源转型中不可或缺，但氢能应用存在成本贵的痛点。制氢方面，氢是二次能源，一般采用煤制氢或电制氢，煤制氢会排放二氧化碳，电制氢用的催化剂铂较贵。此外，储运氢的成本也很高，例如实现 - 253℃的液态氢储存困难，且运输、密封和管道泄漏控制成本高。
克服困难，奔向 “镁” 好前程
15 年前，丁文江院士团队开始对镁材料进行功能性研究。镁极其活泼，磨细后易爆炸，团队尝试用氮气、氩气、二氧化碳、六氟化硫等保护气体，均未成功，还发生过事故。后来他们想到用氢，让氢与纳米镁接触，镁变成镁氢素，既不爆炸又安全。
团队首创蒸气法制造含镁氢的合金新材料，使低成本固体储氢应用有了希望。他们要让氢走进固体，制成氢化镁，其原子数比例约为 1:2，氢可在一定条件下取出和放入，储存能力强。与传统方法不同，团队由小往大做，从镁原子 - 镁颗粒 - 氢化镁，使镁基固态储氢成为可能。
团队将镁与氢结合成药片状，实现运氢和固态储氢。一方面要做出能让氢放入的产品，另一方面要使镁成为批量、低成本储氢体系。他们对材料结构表面进行修饰，让氢进出通道畅通，完成材料结构创新；将粉末压制成药片状，放到储氢系统，完成材料研发。
粉状氢为纳米粉，可在水解时充分释放表面积，带出水中氢，理论储氢密度 15.2%，实际达 13% 左右，已实现吨级生产，为一次使用；颗粒状氢可重复使用约 3000 次且无衰减。固态储氢可净化储运，能将工业废氢中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等杂质排除，储存的氢气至少可达 99.999% 纯度，在储运过程中实现氢气纯化。
目前团队还在努力通过合金化和加入催化剂降低属性温度，现阶段降至 280℃，实验室可达 200℃以下。在解决热控制问题时，让材料分成小块，作为加热介质充分热交换、快速散热，使放氢加热更均匀，设置隔离空间防止材料堆积和局部膨胀。
固态储氢的应用
- 走天下
固态储氢在交通领域应用前景广阔，如 49t 卡车气态运氢只能装 300kg 氢气，换成固态储氢，储氢量可增加四倍以上，且能常温长距离运输，安全性好。团队准备制造储氢能力 1t 以上的标准集装箱。 - 储余能
在风电、冶金等领域，固态储氢可用于储存可再生能源产生的多余电能转化的氢气，实现能源的灵活存储和利用。 - 进万家
固态储氢技术在医疗、半导体产业、新材料领域以及燃料电池等末端应用中，能提供高纯氢。例如，2022 年 12 月试制出世界首台标准化镁基固态储氢车，40 尺大小可存 1.5t 氢气，是常规气态储氢的四到五倍，高密度储存带来经济效益，且运输常温常压，安全性高。 -
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