科创中国

在双碳目标背景下，氢能作为一种清洁高效的二次能源受到国内外高度重视，在国家和地方政策的广泛支持和引导下，我国氢能产业已初步形成了完整的产业链。而开发安全高效的储氢方式被认为是制约氢能大规模推广应用的瓶颈难题。固态储氢具有储氢压力低、储氢密度高、放氢纯度高等特点，是一种安全高效的储运氢方式。稀土系储氢合金是目前发展较为成熟的储氢材料体系，其储氢量约为***%,体积储氢密度可达100kg/m³以上，并具有放氢纯度高、循环性能好的优点，同时可作为镍氢电池负极材料应用于混合动力汽车电池中。我国是稀土资源大国，轻稀土资源高附加值利用具有迫切需求，而稀土储氢材料是实现轻稀土资源大规模高端利用的不二之选，通过大力推进稀土储氢材料研发及产业化，控制材料成本，开发燃料电池储氢系统用稀土储氢材料拓展稀土储氢材料的应用领域，既可解决氢能大规模推广应用的储氢瓶颈难题，又可促进我国轻稀土资源高附加值利用。

传统LaNi₅型稀土储氢材料因其结构限制，理论储氢容量偏低，限制了其应用和发展，高容量超晶格镧镁镍系材料是稀土储氢合金的重要发展方向。目前，日本开发的A₂B₇型稀土镁镍系储氢材料已广泛用于低自放电镍氢电池和HEV用镍氢动力电池。在气固储氢应用方面，日本东芝公司开发的商用化产品H2ONE采用了稀土系储氢合金为储氢介质，实现了在家用热电联供的应用。在专利方面我国在稀土储氢材料方面处于受制于人的状态，且储氢合金规模量产的稳定性和一致性仍与日本有一定差距。

有研工程技术研究院开发的低Ni以及无Co、Pr、Nd的储氢材料，实现了高性能稀土镁镍系储氢材料的低成本化，其中电极材料最大放电容量大于370mAhg^-1，循环寿命大于800周（容量保持率＞60%），HRD₉₀₀大于80%；储氢材料储氢容量大于***%，循环寿命大于2000次（容量保持率>80%），获得了稀土储氢材料及其镍氢电池应用技术和固态储氢装置技术等多项核心专利。与国内规模最大的储氢材料生产企业厦门钨业股份有限公司和镍氢电池生产企业豪鹏国际开展产学研合作，研制的电极材料在动力型镍氢电池上得到了应用。此外，研制的基于高容量稀土储氢材料的30Nm³低压固态储氢装置在18kW级燃料电池叉车上示范应用，其体积储氢密度是相同空间条件下35MPa高压气瓶储氢量的***倍，并大大提高了加氢的便捷性和系统的安全性。

未来的商业模式是有研工研院将与相关行业的企事业单位合作，快速推进具有自主知识产权的低成本高性能稀土系储氢材料的产业化，产品技术和质量达到国际先进水平，持续推进稀土储氢材料及固态储氢系统在镍氢动力电池、燃料电池工程车的应用示范，进一步拓展其在燃料电池特种车辆和船舶、分布式发电及规模储能等领域的应用。