新型高储氢密度、低成本的基于液态有机氢载体的储氢系统

发布时间: 2022-11-27

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术咨询

成果类型：发明专利,新技术

行业领域：

新能源及节能技术,新能源产业,新型高效能量转换与储存技术

成果介绍

本公司自主研发了新型的液态有机储氢系统，包含了部分金属取代的液体有机储氢载体（LOHC）载体、新型的非贵金属 LOHC 吸放氢双向催化剂等。储氢系统可以实现 150 ℃以下的液相可逆储氢，质量储氢量超过 *** wt%，体积储氢密度大于 60g/L，常压储运氢。未来储氢系统将进一步优化，将广泛应用于氢能船舶、重卡等移动场景。近年来以N-乙基咔唑为模型化合物，系统开展了LOHC可逆储氢催化剂的研究，提出了氢物种活化的催化剂设计理念，成功发现了多个对NEC加氢和12H-NEC脱氢都具有高催化活性的非贵金属催化剂，活性与文献报道的贵金属催化剂相当甚至超过，并率先实现了稀土氢化物在催化LOHC储氢中的成功应用。在机理研究方面，通过同位素示踪法证明了高效氢转移在催化中的重要作用，建立了基于氢化学势的氢转移能量图像

成果亮点

本项目在现有LOHC技术研究基础上，开发大规模可再生电能储能、大规模远距离氢气运输等场景应用所需的有机物体系、催化剂和设备，主要创新点包括：（1）新型的部分金属取代的氮杂环化合物LOHC，如吲哚镁与N-甲基吲哚混合物、吲哚锂与 N-甲基吲哚混合物等，首次在LOHC技术中实现质量储氢密度超过*** wt%且吸放氢温度低于150 ℃。（2）基于对氢物种的分别活化这一原创理念设计合成了新型非贵金属多功能催化剂，催化剂成本降低 90%以上；且可以同时催化LOHC的加氢和脱氢，大幅简化LOHC的吸放氢装置，极大提升在氢储运领域的竞争力。（目前一般吸氢使用Ru基催化剂，放氢使用Pd或Pt基催化剂，成本很高。）（3）设计制造了新型的 LOHC 吸放氢设备，布局更为合理紧凑且装有简易的冷凝过滤单元，产生的氢气不需要后续的进一步纯化。

团队介绍

公司研发团队现有博士5人以上，硕士2名，拥有多项自主知识产权的核心关键技术，LOHC储氢技术处于世界领先水平。项目团队带头人为北京大学教授，拥有二十余年的储制氢材料和相关技术研究基础，自2000年以来在973、863、基金委重点项目等重大科研项目支持下，在稀土储氢材料及其新型应用、镁基纳米储氢材料、氢化物水解制氢技术等基础研究和应用研究领域取得了一系列创新性成果，相关成果获得军民两用创新技术大赛优胜奖，并获得产业化基金支持；将稀土储氢材料的可逆吸放氢性能拓展到电化学储氢、催化、高纯稀土金属制备、智能光学薄膜等新型应用领域，相关成果获中国稀土科学技术奖二等奖。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”智能制造装备产业科技服务团 (中国机械工程学会) 评价时间：2022-12-03

王子强

中国机械工程学会

项目主管

综合评价

鉴于该项目已经取得较大的进展，已经发展了放氢温度低于150 ℃、储氢量超过6.5 wt%的新型LOHC载体、性能超过贵金属催化剂的非贵金属催化剂、高度集成的LOHC吸放氢设备，目前正在按照既定的技术路线进行推进，同时，已拥有中国石化、中国石油、东岳集团、金宏气体、苏州中车氢能等知名客户和安徽科幂、山东德信化学、阿达玛斯、七星华创、上海麦克林等稳定的供应商，建议有意向的国内企业初期可以以技术服务、技术联合研发、商务合作，进行示范项目的落地，后续跟进更为稳定的合作模式。

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