近日，中國(guó)北方稀土（集團(tuán)）高科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱北方稀土）牽頭研發(fā)的“全國(guó)首臺(tái)套固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)示范裝置”在國(guó)家稀土功能材料創(chuàng)新中心（以下簡(jiǎn)稱中心）正式亮相。該裝置采用了稀土儲(chǔ)氫材料作為儲(chǔ)氫介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)氫氣的高密度、低壓、無泄漏、安全固態(tài)儲(chǔ)存，為工業(yè)用氫提供高效、可靠的氫氣回收再利用方案。

■ 可調(diào)壓固態(tài)貯氫系統(tǒng)裝置

氫能、儲(chǔ)能技術(shù)是21世紀(jì)全球能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大戰(zhàn)略需求，尋求安全、高效的儲(chǔ)氫方法或材料，已成為各國(guó)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。固態(tài)儲(chǔ)氫裝置就像一個(gè)大容量充電寶，可以把光伏、風(fēng)電等不穩(wěn)定的可再生能源高密度存儲(chǔ)起來，既解決了風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)性強(qiáng)、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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。

■ 技術(shù)人員調(diào)試設(shè)備

該固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)示范裝置的工作原理是根據(jù)稀土-鎳基儲(chǔ)氫材料傳熱傳質(zhì)相關(guān)參數(shù)，對(duì)氫儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)氫裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決儲(chǔ)氫裝置熱響應(yīng)速度慢的問題；通過建立數(shù)學(xué)模型來計(jì)算反應(yīng)熱調(diào)控器的響應(yīng)數(shù)據(jù)，確認(rèn)啟停條件并建立PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高反應(yīng)熱調(diào)控器的自動(dòng)化程度；同時(shí)，對(duì)大功率儲(chǔ)氫系統(tǒng)進(jìn)行集成與優(yōu)化，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)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(chǔ)、加氫站用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置和移動(dòng)載具用固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)等方向。

■ 技術(shù)人員監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況

據(jù)了解，該項(xiàng)目依托稀土儲(chǔ)氫合金資源，拓展稀土功能材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，深挖裝置-材料間的耦合匹配協(xié)同效應(yīng)，創(chuàng)新性實(shí)現(xiàn)了稀土儲(chǔ)氫材料在固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)突破。目前已生產(chǎn)的儲(chǔ)氫容量20公斤的氫氣循環(huán)凈化系統(tǒng)，突破氫氣輔助設(shè)施限制，實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓吸放功能，可為用氫企業(yè)實(shí)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(jìn)行氫氣回收利用。20公斤級(jí)低壓固態(tài)儲(chǔ)氫裝置，能夠?yàn)橛脷淦髽I(yè)及加氫站提供低壓、高效的氫氣存儲(chǔ)方案，并且與高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫相比，同設(shè)備體積和儲(chǔ)氫容量的條件下氫氣存儲(chǔ)壓力可降低約90%，與其他固態(tài)儲(chǔ)氫材料相比儲(chǔ)氫體積密度提升約15%；80公斤級(jí)低壓固態(tài)儲(chǔ)氫裝置，可直接用于加氫站及大規(guī)模用氫場(chǎng)景的氫氣安全存儲(chǔ)，與現(xiàn)有加氫站的建設(shè)成本相比，可降低建設(shè)成本約30%；在建的3-10公斤級(jí)移動(dòng)載具用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置，可應(yīng)用于氫燃料電動(dòng)汽車、重卡及特種車輛中，在不改變儲(chǔ)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%。

目前，中心已建設(shè)完成年產(chǎn)10臺(tái)套固態(tài)儲(chǔ)氫裝置的示范生產(chǎn)線，有效解決了常溫常壓下儲(chǔ)氫合金高效吸/放氫動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壁壘，激發(fā)稀土儲(chǔ)氫材料潛力，促進(jìn)稀土資源綜合利用，優(yōu)化用氫產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，平衡氫氣資源分布，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在新能源、大型風(fēng)光電領(lǐng)域儲(chǔ)能裝置等方面的開發(fā)應(yīng)用。