全國首臺套固態(tài)儲氫系統(tǒng)示范裝置亮相 助力北方稀土敲開氫能產(chǎn)業(yè)“大門”
發(fā)布時間：2023-06-01作者：科谷摘編
近年來，北方稀土堅持創(chuàng)新驅(qū)動，以稀土產(chǎn)業(yè)高附加值轉(zhuǎn)型的重大需求為導向，以管理機制創(chuàng)新為抓手，打造開放、共享的聯(lián)合攻關創(chuàng)新平臺，集中建設稀土系固態(tài)儲氫裝置技術成果產(chǎn)業(yè)化示范線，解決制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術難題，全力推動稀土產(chǎn)業(yè)向?qū)掝I域、高端化邁進。
稀土儲氫材料通過化學反應可以把氫氣變成金屬氫化物固體儲存起來，儲氫體積密度可達到液態(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，設計并制造出具有優(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)儲氫裝置。該裝置是全國儲氫材料應用在回收利用系統(tǒng)的首臺套設備，目前已申請專利13個，其中授權專利9個。
“固態(tài)儲氫裝置就像一個大容量充電寶，可以把光伏、風電等不穩(wěn)定的可再生能源高密度存儲起來，既解決了風光發(fā)電波動性強、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，助力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標。”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)儲氫裝置工作原理是根據(jù)稀土—鎳基儲氫材料傳熱傳質(zhì)相關參數(shù)，對氫儲能系統(tǒng)中儲氫裝置內(nèi)部結(jié)構進行設計，解決儲氫裝置熱響應速度慢的問題；通過建立數(shù)學模型來計算反應熱調(diào)控器的響應數(shù)據(jù)，確認啟停條件并建立PLC自動控制系統(tǒng)，進一步提高反應熱調(diào)控器的自動化程度；同時，對大功率儲氫系統(tǒng)進行集成與優(yōu)化，產(chǎn)品應用領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、加氫站用固態(tài)儲氫裝置和移動載具用固態(tài)儲氫系統(tǒng)等方向。“目前，國創(chuàng)中心已建設完成年產(chǎn)10臺套固態(tài)儲氫裝置的示范生產(chǎn)線，有效解決了常溫常壓下儲氫合金高效吸/放氫動力學及熱力學的產(chǎn)業(yè)化技術壁壘，激發(fā)稀土儲氫材料潛力，促進稀土資源綜合利用，優(yōu)化用氫產(chǎn)業(yè)結(jié)構，平衡氫氣資源分布，實現(xiàn)產(chǎn)品在新能源、大型風光電領域儲能裝置等方面的開發(fā)應用。”劉威說道。
進入國創(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)儲氫產(chǎn)品映入眼簾，技術人員正忙著調(diào)試設備。
劉威介紹，“國創(chuàng)中心目前開發(fā)建設的一系列固態(tài)儲氫裝置適合多種固定式和移動式應用場景。其中，儲氫容量20公斤的氫氣循環(huán)凈化系統(tǒng)，突破氫氣輔助設施限制，實現(xiàn)正負壓吸放功能，可為用氫企業(yè)實現(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)進行氫氣回收利用；20公斤級低壓固態(tài)儲氫裝置，能夠為用氫企業(yè)及加氫站提供低壓、高效的氫氣存儲方案，并且與高壓氣態(tài)儲氫相比，同設備體積和儲氫容量的條件下氫氣存儲壓力可降低約90%，與其他固態(tài)儲氫材料相比儲氫體積密度提升約15%；80公斤級低壓固態(tài)儲氫裝置，可直接用于加氫站及大規(guī)模用氫場景的氫氣安全存儲，與現(xiàn)有加氫站建設成本相比，可降低建設成本約30%；在建的3至10公斤級移動載具用固態(tài)儲氫裝置，可應用于氫燃料電動汽車、重卡及特種車輛中，在不改變儲氫罐體裝載數(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)瞄準國際科技前沿，持續(xù)加強稀土新材料開發(fā)及應用技術攻關，不斷擴大稀土功能材料應用領域，推動研發(fā)方向往高處走、產(chǎn)業(yè)發(fā)展往實處走、空間拓展往遠處走、機制改革向深處走，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。
來源：氫能大會
