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氢能是一种来源丰富的二次能源，应用场景广泛。氢能的利用形式包括将水、风、光能等一次能源以氢的形式进行再存储，通过燃料电池发电的形式满足电力供应的需求，最大限度地跨地区、跨季节利用可再生能源，与绿色能源发电协同互补，可广泛应用于能源、交通运输、工业、建筑等领域。从全球趋势来看，国外发达国家已经明确氢能源于能源体系中的地位；从国内来看，能源结构正在由化石能源主导转向清洁能源，氢能作为现有化石燃料的理想替代品，具备巨大的发展空间。而每当聊起氢能源，有一个重要话题总是“如影随形”：储存和运输是氢气大规模应用的前提。在氢气制、储、运、加、用的产业链环节中，储、运环节是高效利用氢能的关键，也是影响氢能走向产业化的重要环节。高效安全的储能技术是全球新能源开发与应用的重大技术瓶颈。目前主要的氢储运方式分为高压气态储氢、液态储氢和固态储氢3种方式。与高压气态储氢和低温液态储氢相比，固体材料储氢能很好地解决传统储氢技术储氢密度低和安全系数差的问题。因此，在现有的储氢方式中，固态储氢系统是最可靠、最安全、最高体积效率的储氢方式。最有发展潜力的固态储氢材料之一
将眼光投向广阔的自然界中，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和较低的压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来，可实现上万次循环充放氢。这些会“吸放”氢气的金属，即为固态储氢材料。专家认为，镁基储氢材料是金属固态储氢材料中储氢密度最高的，在储氢研究领域具有具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点，被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料之一。一旦大规模应用，将根本上改变传统储能模式中效率低、成本高、安全性差等问题。随着近几年全球镁及镁合金的研究呈现爆发式增长，我国也已经成为全球重要的镁生产国、应用国和研究国，在国际上具有一定的技术优势。Mg基储氢材料体系的质量储氢密度为4~7.6wt%，可以在常温常压下进行氢气的存储和运输。与高压气态储氢方式相比，固态储氢具有高储氢密度和高安全的优势，这也降低了对附属设备的要求。固态储氢罐，主要包括固态储氢材料、壳体、气体管道及过滤器、鳍片、金属泡沫、加热管等强化传热介质，预置空余空间等。镁基固态储氢系统研究进展前景较好。法国McPhy公司在2010年前后开发了以Mg基合金为储氢介质的Mc-Store储氢系统，单罐储氢量可达5 kg；澳大利亚的Hydrexia公司在2015年设计出了基于Mg基合金的储运氢装备，单车储运氢量700 kg，可用于氢气的大规模安全储运；上海交通大学与氢储（上海）能源科技有限公司合作研制出中国首个70 kg级Mg基固态储氢装置原型，并与宝武清洁能源有限公司合作开发了名为“氢行者”的“太阳能发电-电解水制氢-Mg基固态储/供氢”撬装式一体化氢能源系统，首次实现了Mg基储氢合金体系的示范化应用。镁基储氢系统的工程产业化仍处起步阶段，许多瓶颈问题亟待解决。尽管镁基固态储氢系统较现有储氢方式具备优势，但存在综合性能目前不能满足车载储氢要求、技术层面不成熟、成本偏高、固态储氢系统耦合集成其他应用系统的设计不完善等问题。Mg系储氢合金适合用于氢气的规模储运应用场景，可用于氢冶金、规模储能、加氢站等应用场景的氢气储存与运输。目前国内外正在开发面向应用场景的Mg基固态储运氢技术，但技术水平仍处于产业化初期阶段，仍需解决材料的规模低成本制备、大容量储氢罐设计、高温余热耦合集成等技术，实现储氢合金的高效安全吸放氢。上海交通大学氢科学中心丁文江院士团队自主研发的高性能镁基固态储氢材料原材料为镁，资源丰富；理论储氢密度高达7.6wt.%，储氢量极高；循环3000次储放氢密度无明显衰，并且可以实现常温常压下储运。是一种最具应用价值和市场前景的固态储氢材料！通过对材料结构和制备工艺创新，已经成功研发了国际领先的低成本批量化材料生产技术，全球首创的不同应用场景下固态储氢材料的可控放氢技术，以及工业化生产设备。中国在发展氢能上具备良好的资源禀赋条件，2021年中国氢气产量约33百万吨，是世界第一大产氢国。2020年9月，“双碳”目标的提出带动氢产量快速提升，2021年我国氢能产量达3,300万吨，同比增长32%。与此同时，以燃料电池为代表的下游需求强势增长，带动氢能市场规模快速扩张。根据中国氢能联盟数据，2020年中国氢能行业市场规模为3,000亿元，到2025年我国氢能产业产值将达到1万亿元；到2050年氢能在我国终端能源体系中占比超过10%，产业链年产值达到12万亿元，这将对镁基储氢材料提出了大量市场需求。专家表示，镁领域技术一旦成熟，将带领镁产业由目前的百亿级市场直接升级为万亿级市场。
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