天际智慧，"氢装上阵"

随着全球致力于减少温室气体排放和缓解气候变化的影响，对清洁和可再生能源（RES）的需求变得越来越迫切。氢气作为燃料具有清洁低碳、可持续性、储量丰富、灵活高效（重量能量密度约为33.6 kWh/kg，远高于化石燃料或电池）的优势，使得氢气成为一种非常有前途的能源载体，被广泛运用于交通、发电、工业和供暖等各个领域[1]。

从制氢到储/运氢再到用氢，氢能产业链每个节点都在突破可接受性价比的大规模低成本普适应用。天际智慧也为氢产业链提供了各节点解决方案。

在氢能产业各节点中，有效的储氢对于平衡供需、实现灵活性和解决可再生能源系统的间歇性问题至关重要。氢可以以各种形式储存，常见的有压缩氢气、液态氢和以如金属氢化物或复合氢化物等形式存在的固态材料。相比于气、液态储氢方式，固态储氢具有高存储密度，安全性和运输便利性的特点，尤其其安全性会极大解放人们对氢的恐惧，推动可持续能源的应用发展[2]。

每立方气态、液态、固态储氢量对比[3]

根据氢的不同形态，固态储氢材料可分为物理吸附型和化学吸附型两大类[4]。金属氢化物属于后一类，金属元素或合金通过对氢的吸收，形成二元或三元储氢材料。在这之中，固态镁储氢材料(如MgH₂)因其高储氢容量（可达7.6%）、简单安全的单步反应途径、丰富的原料来源和成本效益等优点而受到广泛关注[5]。

各类氢化物中氢的密度和氢含量[6]

Mg的吸氢反应过程可以分为以下步骤: （1）H₂在Mg表面的物理吸附；（2）H₂的解离及化学吸附；（3）氢原子的表面渗透；（4）H在氢化物层中的扩散；（5）氢化物在金属/氢化物界面长大。

金属（镁）基储氢材料的氢化反应过程释义图

尽管在过去的几十年中MgH₂被认为是一种潜在的轻质低成本储氢材料，然而，由于其高热力学稳定性（ΔH=76 kJ/mol）和较差的动力学性质，MgH₂只能在高温下（≥300℃）才有优异的吸附氢性能，且在吸放氢循环中，MgH₂/Mg颗粒的团聚和长大导致循环稳定性差。因此，为了使MgH₂在储氢应用中得到广泛应用，必须调整其热力学和动力学性能。目前在改善MgH₂/Mg体系储氢性能方面，多使用纳米化、合金化、添加催化剂、复合轻金属配位氢化物等方法。

镁基储氢材料的吸脱氢反应热力学和动力学与储氢性能关系示意[7]

天际智慧提供旋转盘离心雾化制粉装备，可用于制备Mg系储氢粉末。使用该装备制得的粉末粒度均匀，粉末收得率高。

使用天际智慧旋转盘离心雾化制粉装备制得的粉末

同时，该装备对比车削工艺法，污染小、氧含量低、堆积密度高；减少生产成本和工序，无空心球。设备工艺操作前单，容易维护；粉末粒径分布可根据改变生产工艺制得等优势。

除了制备Mg系储氢粉末设备之外，天际智慧还提供气雾化制粉装备，可用于制备Ti系及稀土合金储氢粉末。装备采用高效【紧耦合超音速气体雾化器】核心技术，提高粉未合格率，减少耗气量，可以有效降低生产成本。同时还具备智能化和自动化、高稳定性、低氧增量、生产效率高等优势。

引用文献： 

[1] HASSAN Q, ALGBURI S, JASZCZUR M, et al. Hydrogen role in energy transition: A comparative review [J]. Process Safety and Environmental Protection, 2024, 184: 1069-93.

[2] ALI N A, SAZELEE N A, ISMAIL M. An overview of reactive hydride composite (RHC) for solid-state hydrogen storage materials [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2021, 46(62): 31674-98.

[3] 刘美佳. 基于碳纳米管改性镁基储氢材料的吸放氢动力学与热力学性能研究 [D], 2019.

[4] DIAN Z, XINXIN W, LIANGLAN Y, et al. Porous metal-organic frameworks for hydrogen storage [J]. Chemical communications (Cambridge, England), 2022, 58(79).

[5] LIU Y, GUO Y, JIANG Y, et al. Recent progress in thermodynamic and kinetics modification of magnesium hydride hydrogen storage materials [J]. Materials Reports: Energy, 2024, 4(1): 100252.

[6] 房文斌 张, 于振兴,王尔德. 镁基储氢材料的研究进展 [J]. 中国有色金属学报, 2002, (05): 853-62.

[7] 刘木子, 史柯柯, 赵强, et al. 固体储氢材料的研究进展 [J]. 化工进展, 2023, 42(09): 4746-69.