合金类固态储氢_固态储氢合金价格

1.加满能跑850公里！怪不得这些车型全球各国都在力推

2.储氢仍是氢燃料汽车发展难题，低压储氢技术还能解决吗？

3.镍氢电池和氢燃料电池有什么区别

4.物理储氢方法的缺点

5.储氢新战略——“山”还是“水”？

6.固态氢能发电的原理

7.氢能源产业链或将爆发，细分行业龙头迎来发展良机

8.储氢材料有哪些

9.对储氢合金材料有哪些要求

加满能跑850公里！怪不得这些车型全球各国都在力推

近日，长安CS75、东风风神相继曝光了氢燃料电池新车申报图，在以纯电动 汽车 为主的国内新能源车市场，长安、东风两家车企为什么要特立独行？氢燃料电池 汽车 国内外发展现状如何？和传统锂离子电池相比，到底谁才是未来方向？

因为氢气可以通过 电解水 而得到，所以氢燃料电池 汽车 一度被神化，神奇到加水就能跑。但现实中的氢燃料电池 汽车 工作原理可没那么简单。

传统燃油车通过燃料直接 燃烧做功 ，为车辆提供动力；而氢燃料电池 汽车 虽然有“燃料”二字，但却不是利用燃料（氢气）燃烧来获取能量，而是以 氢燃料电池产生的电能 为电机供电，通过电机来驱动车辆。

燃料电池是利用 氢气（H2） 和 氧气（O2） 发生 化学反应过程中的电荷转移来形成电流 ，本质是 水电解的“逆”装置 ，主要由阳极、阴极、电解质三部分组成，其中氢电极为阳极、氧电极为阴极。

氢气进入燃料电池的阳极后，在 催化剂 的作用下， 一个H2（氢分子） 解离为 2个H+（氢离子） ，同时释放出 2个电子 。

而在电池的另一端，氧气进入电池阴极后，在催化剂的作用下， 氧分子（O2）和氢离子（H+） 与通过外电路到达阴极的 电子 发生反应生成 水（H2O） 。

而在化学反应的过程中，为了让 电荷（电子） 在外电路移动形成直流电，所以这一过程最关键的技术就是利用特殊的“ 电解质薄膜 ”将 氢离子（H+） 和 电子 分离开。氢离子体积小，可以穿越薄膜孔洞，被吸引到薄膜另一侧与氧分子结合。而电子则无法穿过薄膜被剥离出来，最终通过外电路形成直流电。

所以只要源源不断地向燃料电池注入 氢气和氧气 ，就可以连续输出电流。

从上文我们了解到，氢燃料电池的主要原料为氢气和氧气，其中氧气很好获得，空气中就含有大量氧气；但氢气的制取就很复杂，而且氢气在常温常压下，是一种极 易燃烧 的气体， 存储和运输都是一个技术难题。

1、氢气的制取

目前工业制取氢气的方法虽然众多，包括 电解水、水煤气法制氢气、太阳能光电化学分解热化学制氢制氢、焦炉煤气冷冻制氢 等，但目前还没有一种价格低廉、无污染、技术优良的工艺方法。

2、氢气的存储、运输

氢气无色无味。 密度小 ，是世界上已知最轻的气体； 半径小 ，在高温、高压下，氢气甚至可以 穿过很厚的钢板 ；另外氢气非常活跃，稳定性极差，泄露后易发生 燃烧和爆炸 。

所以制取出来的氢气如何安全的存储和运输，是一个至今没能很好解决的技术性难题。

四种储氢技术对比

目前主流的氢气存储法有 高压气态储氢、低温液态储氢、固态合金储氢、有机液态储氢 四种，但四种方法各有明显的优缺点，距离氢燃料电池 汽车 领域还有很长路要走。

1、清洁无污染 ，氢燃料电池的“燃料”是氢气和氧气，两者发生化学反应后生成水，是一种无污染，零碳排放的发电装置。

2、可再生能源 ，相比汽油、柴油等不可再生能源，氢主要以化合物的形式存在于多种物质中，比如氢氧化合物(水)和碳氢化合物，而通过电解水就可以获得源源不断的氢气，是一种可再生能源。

3、和普通的锂电池纯电动 汽车 相比，氢燃料电池 汽车 补充 燃料时间短 ，仅需3-5分钟，和燃油车加汽油时间差不错。

4、续航时间长，相比传统纯电动 汽车 300-400公里的续航，氢燃料电池 汽车 的续航一般在 500公里左右 ，而最新一代丰田Mirai，一次加氢的续航里程最高可达 850公里 。

氢燃料电池在 汽车 领域内的研究最早是加拿大的巴拉德公司，其在1979年就开始搭建商业化的氢燃料电池电堆，并在1992年就做了一个90kw的车用电堆给大巴用。

而在1994年，戴姆勒推出了基于梅赛德斯－奔驰MB 100运输车的NECAR 1氢燃料电池 汽车 ，续航里程约130km。丰田的Mirai到了2014年才推出。

相比欧美国家， 韩本 和 韩国 进军氢燃料电池 汽车 领域或许比较晚，但却是 最忠实的拥护者 ，目前消费者可以买到的几款量产氢燃料电池乘用车也出自两国。

最知名的氢能源电池 汽车 当属丰田的Mirai，但在丰田之前，韩国现代于2013年便推出了ix35 FCV。

美国氢燃料电池 汽车 发展现状

在氢燃料电池 汽车 普及方面，美国算是走在前列，丰田Mirai在美国近几年的年销量均突破了1500辆，是Mirai最大的市场。另外美国还拥有全球最大的燃料电池叉车企业Plug Power，目前已有超过 2万台燃料电池叉车 ，进行了600万多次加氢操作。

在加氢站建设方面，美国是目前全球最多的，全美分布了 67座加氢站 。另外美国燃料电池 汽车 使用量也非常高，全年液氢市场需求量的 14% 都被用于燃料电池车。

日本氢燃料电池 汽车 发展现状

日本由于资源的短缺，所以对氢能和燃料电池的重视程度和推广力度在全球来看算是最大的。

2014年，日本制定了“氢能与燃料电池战略路线图”，提出了实现“氢能 社会 ”目标分三步走的发展路线图：到2025年要加速推广和普及氢能利用的市场；到2030年要建立大规模氢能供给体系并实现氢燃料发电；到2040年要完成零碳氢燃料供给体系建设。截止2019年，日本燃料电池乘用车保有量超3000台，燃料电池大巴预计2020年增加到100台。从目前趋势来看，预计到2050年，日本燃油 汽车 将全面向燃料电池 汽车 过渡。

欧洲氢燃料电池 汽车 发展现状

2019年，欧洲燃料电池和氢能联合组织 (FCH-JU)发布《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径》报告。

欧盟对氢能产业链的设想愿景

报告指出，欧盟要实现脱碳目标，实现能源转型就需要大规模的氢能，将氢能提到了新高度。按照规划，到2050年欧洲能够产生大约2250太瓦时（TWh）的氢气，相当于欧盟 总能源需求的1/4 。大约可以为 4200万大型 汽车 、170万辆卡车、25万辆公共 汽车 和超过5500辆火车 补充燃料。

韩国氢燃料电池 汽车 发展现状

对待韩国氢燃料电池 汽车 ，韩国的步伐可能是迈得最快的。

韩国在2019年1月发布“氢能经济发展路线图”，按照规划，韩国的氢燃料电池 汽车 累计产量由2018年的2000余辆增到2040年的 620万辆 ，氢燃料电池 汽车 充电站也将由14个增至 1200 个。

在氢燃料电池 汽车 发展方面，我国也一直不落后。早在2016年，中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。

另外在《中国制造2025》明确提出燃料电池 汽车 发展规划，更是将发展氢燃料电池提升到了战略高度。

但即便如此，我们在氢能技术、氢能产业等方面，与国外先进水平还有一定差距。

另外与丰田、现代不同的是，我国氢燃料电池 汽车 主要分布在 商用车领域 ，主要为城市客车、公交与厢式运输车， 乘用车少之又少 。

荣威950 FULL CELL 算是国内 第一款氢燃料电池乘用车 ，并且早在2014年便推出市场。但因为生不逢时，氢能产业不成熟，加氢站少，再加之政策主要偏向传统锂离子纯电动 汽车 ，所以荣威950 FULL CELL几乎没人买。而且在荣威950 FULL CELL之后很长一段时期内，国内车企再没有出现第二款氢燃料电池乘用车。

直到2020年，随着广汽Aion LX Fuel Cell（650km）登陆工信部新车目录，才预示着国内 第二款量产氢燃料电池乘用车 的到来。而这次曝光的CS75 PHEV和东风风神AX7，算是国内第三款和第四款量产氢燃料电池乘用车。

我国虽然在氢燃料电池乘用车方面走得比较慢，但氢燃料电池商用车却发展顺利。相关数据显示，从2016年开始，国内氢燃料电池商用车产销都保持着不错增长态势，截止2019年保有量超过 6000辆 ，已达成《节能与新能源 汽车 技术路线图》中到2020年实现5000辆燃料电池 汽车 规模的阶段性目标。

目前随着国家对氢燃料电池 汽车 的重视以及各地氢能项目的陆续开工投产，我国的氢能和燃料电池 汽车 产业链将逐步完善，关键技术也将取得重大突破，未来值得期待。

从国家信息中心的报告来看，现阶段传统纯电动 汽车 所使用的电池主要有 液态锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池 等，但受限于能量密度和充电时间等，发展已经遭遇瓶颈。

据悉，大众和丰田已经不在传统锂离子电池上投入，主要依托比亚迪、宁德时代等供应商，提供传统锂离子电池，而他们则会把主要精力放在 下一代动力电池 的研发上。包括 金属空气电池、全固态锂离子电池 和 燃料电池 等。

但一个新技术从研发到技术成熟再到大面积商用，是一个漫长的过程，所以在很多技术难点没有突破之前，氢燃料电池 汽车 能否替代传统纯电动 汽车 还不好说。

所以在下一代动力电池没有实现重大技术突破之前，传统锂离子纯电动 汽车 仍然是新能源 汽车 的主流，而且会存在很长一段时间。

相比传统锂离子电池纯电动 汽车 ，氢燃料电池 汽车 在续航、加氢时间等方面确实存在诸多优势，但从目前来看，氢气的生产、制造和运输等环节仍然是技术难题。

从国内外氢燃料电池 汽车 的发展现状来看，我们在氢能技术、氢能产业等方面与国外发达国家尚有差距，如果再不发力，将来一些核心技术可能受制于人。好消息是我们看到政策的倾斜和越来越多车企投入到氢燃料电池 汽车 的研发和生产上。

假以时日，氢燃料电池 汽车 能够取得重大技术突破，那么氢燃料电池 汽车 走近普通老百姓的日子就真的不远了。

储氢仍是氢燃料汽车发展难题，低压储氢技术还能解决吗？

其实氢能面临的挑战比燃料电池本身的挑战要大得多。”中国科学院院士欧阳明高曾多次在采访中反复指出当前发展燃料电池汽车面临的一大困境——储氢技术仍面临重大挑战。

7月，全球首座低压加氢站落户辽宁，低压固态储氢技术迎来突破。 “氢能源汽车发展有着可喜的前景，低压合金储氢技术来的正是时候。” 中国工程院院士郭孔辉这样评价。

低压储氢具一定创新性

据了解，目前，氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。高压气态储氢已得到广泛应用，低温液态储氢在航天等领域得到应用，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。

工信部装备工业发展中心副研究员尚勇指出，该技术可以使运输、储存到加注环节的压力降低下来，这样就可以绕过国外的氢压缩机以及储罐的技术壁垒，实现自主突破；另外在储氢密度上又能提高三倍，初步计算可以产生20倍的放大效应。

“目前，我国没有高强度的碳纤维和高压的压缩机，因此采取低压合金储氢技术路线是可行的，也具有一定创新性。”中国科学院院士都有为评价说。

当前更适合公交领域

但是，储氢罐重量偏重带来的成本问题确实也难以忽视。“从给出的各项数据上来看，目前的低压储氢技术更适合公交领域。”张家港氢云新能源研究院院长魏蔚对记者表示。

魏蔚指出，低压车载储氢系统的重量是现在高压储氢方式的三倍以上，因此低压储氢系统当下的目标定位应该是对重量不敏感的车型。毕竟，车辆重量的增加，意味着终端用户使用成本的增加，再加上系统成本偏贵，因此该技术目前更适合的应用场景主要是以政府采购为主、成本相对不很敏感的公交领域，而向其他领域拓展应用的难度较大。同时，公交车作为大量载人的交通工具，对安全性要求更高，相比之下也更适合低压储氢技术路线。

对于成本问题，该技术的研发方之一——有研工程技术研究院教授级高工蒋利军表示，低压合金储氢技术目前确实存在重量偏重的问题，百公里耗氢量比高压储氢多0.3公斤，按照目前每公斤50元的价格计算，百公里增加的用氢成本是15元。他同时表示，未来努力方向是通过产品的标准化和批量化，以及改善储氢材料等方式降低成本。

镍氢电池和氢燃料电池有什么区别

镍氢电池和氢燃料电池的区别：氢能源是一种清洁能源，镍氢电池是一种蓄电池。氢能源是一种清洁能源，它不仅仅是指用氢气来产生能量的能源利用，还包括液态及固态的能源利用形式。镍氢电池是一种蓄电池。其正电极的活性物质为氢氧化镍；负极的活性物质变为金属氢化物（俗称储氢合金）。

物理储氢方法的缺点

物理储氢方法的缺点如下：

包括未压缩的氢气，大致有六种候选氢载体。加上甲烷等含氢化合物的话，则共有七种以上。

之所以候选种类多，是因为每种氢载体各有利弊，不能一概而论。例如，在致密性(体积密度)方面，氨和储氛合金更胜一筹：但在由氧转化为NH3的过程中，大约会有30%的能量损失，而且NH3会发出难闻的气味，对人体有害，储氢合金则比较重。

氢能产业链主要环节包括氢气的制备、储存、运输和利用，处于产业链中段的氢气存储连接了氢气的生产和氢气的应用，是实现氢气大规模应用的关键技术和前提条件。

而能否解决氢气安全有效存储和低成本高效率运输的问题是制约氢能大规模应用的决定性因素。目前较成熟的储氢方式主要有三种：高压气态储氢、低温液态储氢和以储氢材料为介质的固态储氢。

物理储氢的主要工作原理

是利用范德华力在比表面积较大的多孔材料上进行氢气的吸附，多孔材料进行物埋储氨的优点是吸氢-放氨速率较快，物理吸附活化能较小，气气吸附量仅受储气材料物理结构的影响。物理吸附储氦材料主要包括:碳基储氢材料、无机多孔材料、金属有机骨架材料、共价有机化合物材料等。

基储氢材料因种类繁多、结构多变、来源广泛较早受到关注。鉴于碳基材料与氢气之间的相互作用较弱，材料储氢性能主要依靠适宜的微观形状和孔结构，因此，提高碳基材料的储氢性一般需要通过调节材料的比表面积、孔道尺寸和孔体积来实现。

储氢新战略——“山”还是“水”？

在环保大趋势下，“碳中和，碳达峰”的战略目标一经提出，便获得全球积极响应。氢能作为新一代的环保能源，扮演着未来能源战略中的重要角色。我国目前还处在碳基时代，据不完全统计，我国发电的主力为火电，占总发电量的72%，而火力发电又以化石能源发电为主，会产生大量的二氧化碳排放，这也促使我们必须调整能源结构，由传统的化石能源结构向环保型、可再生的能源结构转变，占据全球能源转型趋势的先机。

究其原因， 安全是第一因素。

氢气是一种极为活泼的气体，其爆炸极限为4.0%~75.6%，在这个范围内如果有氧气存在，遇高温或明火就会发生爆炸。同时，氢气很难通过高压液化或者低温液化的方式来保存，为氢气的储存、运输带来的极大的困难。

而且常用的钢材在遇到氢气时会发生“氢脆”，需要进行改性加工后才能作为储存容器。在氢能的储存和运输得到很好解决之前，氢能一直处于黎明前的黑暗中，很难获得市场的接受。

目前国内外的储氢方式以高压储氢为主，包括70MPa的碳纤维储氢罐和35MPa的碳纤维增强塑料储氢罐，以及工业常用的15MPa钢瓶类，前两种储氢罐生产成本高，35MPa储氢罐生产成本接近2900美元，而70MPa更是高达3500美元，而且生产技术难度非常大，全球仅有日本和美国有少量产品，还无法进行广泛推广；而后者储存率太低，按照目前工业化常用的40L钢瓶计算，通常需要加注12~13Mpa，每个钢瓶重量约50kg，而储存的气体不足0.5kg，储氢量低于1%，对于 运输过程十分不经济。

固态储氢技术 或许是一条不错的路线。

首先，目前的研究表明，镁基储氢材料可以达到4%~5%的储氢量，是低压储氢的2~3倍，其次，固态储氢是通过合金对氢气进行吸附，在低温下即可实现有效储氢，无需添加剂和其他工艺， 储氢过程十分友好 。

但是固态储氢同样存在较为明显的缺陷，首先4%~5%的储氢量并不能达到理想的运输水平，对于 运力的浪费 同样极为严重，其次，固态储氢的放氢温度仍然需要200 ~250 ，在移动电源的应用上仍然具有较大的限制。

液态储氢比较有前景的则是有机溶液储氢。 近日，美国西雅图的kontak公司申请了一项储氢技术专利，通过有机物加氢/脱氢的方式进行氢气储运。据报道，该溶液每20L可储存1.7kg氢，折算后其储氢量可达到17.3%左右，加上w容器重量，储氢量仍然高于10%。

但是该专利并没有提高放氢的问题，据现有资料对比，这种有机储氢往往需要一些特殊的催化剂或者一些较为苛刻的条件，该公司是否解决这一问题尚未可知。

2021年是氢能真正意义上发展的第二年，在下游各环节纷纷打通并走向市场的环境下，上游储氢和运氢却被“卡脖子”，可谓万事俱备，只欠东风，期待储氢和运氢的环节能迅速打通，真正意义上使“氢能走入千家万户”。

固态氢能发电的原理

固态氢能发电的原理：通过氢气与新型合金材料发生化学反应,从而“吸引”氢原子进入金属空隙中,实现存储的目的。

固态氢能发电是利用氢气在高温高压下与氧气反应产生电能的一种新型能源技术，其核心是利用固态氢质子导体作为电解质，通过固态氧气电极和固态氢电极反应产生电能。

固态储氢与目前的气态和液态储氢方式不同，是在常温下通过氢气与合金发生化学反应，让氢原子进入金属的空隙中储存，储氢压力是2-3兆帕，升高合金的环境温度就可以释放氢气。

固态储氢最大的优点就是简单高效，可以把光伏、风电等不稳定的发电量高密度存储起来。

能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，还可以实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。

固态氢能发电并网，意味着氢能技术已经具备了商业化运营的条件，可以实现规模化应用。

电网氢储能是一种将绿色能源转化成氢能储存起来的技术，它清洁无污染、能量密度高、储存时间长，被认为是构建新型电力系统的有力支撑，与之相关的技术已成为全球研发重点。

氢能源产业链或将爆发，细分行业龙头迎来发展良机

新能源 汽车 被“续航技术和充电技术”两座大山压着，行业发展受到限制，而氢燃料 汽车 有效解决这两个问题，成为各国最有可能普遍推行的能源出行方案。

实际上，能源结构调整势在必行，世界各国都非常重视环境问题，以低碳化、无碳化及低污染作为能源政策的目标。而氢能源是一种能量密度高并且无污染的理想清洁能源，能够减少温室气体和细颗粒物的排放，各国纷纷将氢能源作为未来新能源的战略方向，2020年已有20个国家或联盟制定了《国家氢能战略》。

氢燃料 汽车 是氢能源应用的一个行业案例，氢能产业链还包括上游制氢、中游储运以及下游加氢站等多个环节。目前在国内能源结构中，化石能源能占到80%以上，但国内制氢端氢能供给约占全球份额的三分之一，下游可开发潜力非常大。作为清洁能源最理想的能源方案，氢能源产业链大概率将站上投资风口。

上游“制氢”资源丰富

制氢是氢能产业链上游，制氢手段多样，但主要通过化石能源获取，目前全球平均氢气有48%来源于天然气、30%来自于副产氢，18%来源于煤炭，而中国的氢能源结构恰恰相反，由于资源禀赋以煤炭为主，煤制氢占比62%，天然气制氢占19%。制氢的方法不同，获取成本也不同。

我国的煤炭资源丰富，煤制氢技术是目前主流的制氢技术之一，其技术路径是煤炭通过气化转化成合成气，再经水煤气变化分离处理，提取高纯度的氢气，其获取成本比其他化石能源要低，成本在0.9-1.2元/每立方。煤制氢相关的企业比如国家能源集团以及中国石化（600028）等。

目前市场较低成本的为焦炉煤气制氢，焦炉煤气制氢是炼焦的副产品，其装置具有自动化程度高，操作简单及节能降耗等优点，获取成本仅在0.7-1元/每立方，远低于其他制氢方式。而我国是全球最大的焦炭生产国，国内焦炭产量占据了全球六成份额，制氢资源丰富，这方面的龙头企业包括美锦能源（000723）及中国旭阳（01907）。

而国内因缺乏天然气资源，大部分都依赖进口，天然气制氢份额并不高。天然气制氢主要分为蒸汽重整制氢、绝热制氢、部分氧化制氢、高温裂解制氢和自热重整制氢。目前国内外主流制氢方式是蒸汽重整制氢，制氢成本相对较高，在1.3-1.5元/每立方，高于煤制氢的成本水平。

电解水制氢是在由电极、电解质与隔膜组成的电解槽中，在电解质水溶液中通入电流，水电解后，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气，主要成本为电费，但由于耗电量大，成本高昂，在所有制氢工艺中较高，达到3元/每立方。近几年来，风电及光伏等新能源崛起，为该工艺带来了成本下降，主要上市标的为上海电力（02727）及节能风电（601016）。

从目前主流的制氢工艺看，煤制氢和焦炉煤气制氢是成本相对较低，且资源储量较大，最有效的制氢方式。而各国都在加大对氢能源的政策支持及资本投入力度，2021年国内多个省份出台氢能产业规划，为上游制氢企业带来快速发展良机，利好煤炭龙头及焦炭龙头的氢能布局。

中国旭阳是全球最大的独立焦炭生产商及供货商，规模优势明显，该公司充分利用焦化产业副产品氢气资源，开拓制氢业务。该公司近期动作频繁，如携手河北定州市及内蒙古呼和浩特市打造氢能产业基地，目前定州园区氢能项目一期氢气纯化及充装系统产能为1.2万立方米/天，2020年7月已投产。

中下游的“发展瓶颈”

储运氢技术是制约氢能源发展的主要障碍之一，氢的储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢。而我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢和低温液态储氢两种，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段，目前主流的为高压气态储运氢技术，技术相对成熟。

智通 财经 APP了解到，高压气态储氢具有成本低、能耗低及充放速度快的特点，但储氢量较小，储氢重量仅为瓶重的1%，主要分为三种，车用储氢罐、运输储氢罐、固定式储氢设备。由于氢能源车发展，车用储氢罐为主要的方式，70MPa碳纤维缠绕Ⅳ型瓶是国际主流技术。

而国内而言，技术相对落后，35MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶是主要的储氢方式，但35MPa储氢气瓶技术已基本成熟，70MPa逐步应用及推广，有望实现和国际接轨。该领域的参与标的包括中材 科技 （002080），拥有几十种规格35MPa氢气瓶，沈阳斯林达储氢瓶年产能为70万只，生产的70MPa氢瓶已通过型式试验。

值得一提的是，固态储氢是有望成为未来主流储氢的方式，该方式利用过渡金属或合金与氢反应，以金属氢化物形式吸附氢，然后加热氢化物释放氢，这种储氢方式适应氢燃料电池 汽车 发展，是最具发展潜力的一种储氢方式。2020年12月份，潍柴 汽车 （02338）公告将定增130亿元，募资投向中有20亿元用于燃料电池（包括固态电池）项目。

加氢站缺乏也是制约氢能源发展的主要障碍之一，截止2019年底，全球加氢站数量仅为450座，国内的不足100座。加氢站是燃料电池 汽车 充装燃料的场所，根据其站内氢气储存相态不同，分为气氢加氢站和液氢加氢站，全球约有3成是液氢加氢站，国内的主要为高压储氢加氢站。

从政策上看，国家鼓励加氢站假设，2014年就出台了加氢站建设补贴方案，2019年，推动加氢设施建设首次写入政府工作报告，此外，在大力发展新能源 汽车 的同时，也在加大对氢基础设施建设，如四部委发布的《关于进一步完善新能源 汽车 推广应用财政补贴政策的通知》，就有提到提出地方补贴需支持加氢基础设施。

从标的上看，布局加氢站的企业包括嘉化能源（600273）、美锦能源（000723）以及雄韬股份（002733）等。其中美锦能源控股云浮锦鸿60%的股权和国鸿氢能9.09%的股权，布局氢能和燃料电池全产业链，雄韬股份持有雄众氢能30%的股权，目前雄众氢能已建成武汉汉南加氢站。

氢燃料电池是氢能源最有效的利用方式，主要为目前交通工具动力系统为燃油燃烧驱动，是环境污染的主要原因之一，而电动系统因续航及充电时间得不到有效解决，发展受到限制，氢燃料系统则有效解决燃油机及纯电动 汽车 的痛点。实际上，氢燃料电池是一种非燃烧过程的能量转换装置，而非储能装置。

氢燃料电池通过电化学反应将空气的化学能转化为电能，结构单元主要由膜电极组件和双极板构成，其中膜电极组件反应发生的场所。氢燃料电池属于氢能源应用一环，也产生了相应的产业链链条，上游包括氢气和膜电极及双极板等零部件，中游主要为发动机系统及电堆，下游主要为整车企业。

科创板上市公司亿华通（688339）是在资本市场上唯一一家纯氢燃料电池核心部件的上市企业，该公司主要产品为燃料电池发动机，2019年全国燃料电池 汽车 销量2737辆，而亿华通燃料电池发动机销量498套，市占率达到18.2%，远高于排第二的国鸿氢能。亿华通开启了行业资本化先例，氢能源产业链资本化已然成为趋势。

此外，制氢龙头企业也在积极布局产业链，如2020年12月，中国旭阳成立定州旭阳氢能有限公司，积极 探索 园区在氢能源存储、运输和燃料相关电池领域的布局发展。定州旭阳氢能公司或将成为中国旭阳在氢能产业链上最重要的运营载体，而规模及成本优势下，通过与政府合作模式，中下游的布局有望加速，并率先占领市场份额。

储氢材料有哪些

储氢合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。

储氢合金由两部分组成，一部分为吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素(A)，它控制着储氢量的多少，是组成储氢合金的关键元素，主要是ⅠA~ⅤB族金属，如Ti、Zr、Ca、Mg、V、Nb、Re(稀土元素)；另一部分则为吸氢量小或根本不吸氢的元素(B)，它则控制着吸/放氢的可逆性，起调节生成热与分解压力的作用，如Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Al等。图1列出了一些金属氢化物的储氢能力。

目前世界上已经研制出多种储氢合金，按储氢合金金属组成元素的数目划分，可分为：二元系、三元系和多元系；按储氢合金材料的主要金属元素区分，可分为：稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体、锆系等；而组成储氢合金的金属可分为吸氢类(用A表示)和不吸氢类(用B表示)，据此又可将储氢合金分为：AB5型、AB2型、AB型、A2B型。?

无机物及有机物储氢材料

一些无机物(如 N2 、CO 、CO2)能与 H2 反应 ,其产物既可以作燃料, 又可分解获得 H2 ,是一种目前正在研究的储氢新技术。如碳酸氢盐与甲酸盐之间相互转化的储氢反应，反应以 Pd 或 PdO 作催化剂,吸湿性强的活性炭作载体, 以 KHCO3 或 NaHCO3 作储 氢剂储 氢量可达2wt %。该方法的主要优点是便于大量地储存和运输,安全性好,但储氢量和可逆性都不是很好 。

有些金属可与水反应生成氢气 。例如 Na, 反应后生成 NaOH ,其氢气的质量储存密度为 3wt %。虽然这个反应是不可逆的, 但是 NaOH 可以通过太阳能炉还原为金属 Na 。同样, Li 也有这种过程 , 其氢气的质量储存密度为 6.3wt %。这种储氢方式的主要难点是可逆性和控制金属的还原 。目前, 对于 Zn的应用较成功。

Li3N 的理论吸氢量为 11.5wt %,在 255 ℃氢气氛中保持半个小时, 总吸氢量可达 9.3wt %。在 200 ℃下, 给予足够的时间, 还会有吸收 。在 200 ℃真空(1 mPa)下, 6.3wt %的氢被释放 ,剩余的氢要在高温(高于 320 ℃)下, 才能被释放 。与其他金属氢化物不同的是, 在 PCT 曲线中,Li3N 有两个平台:第一个有较低的平台压, 第二个则是一个斜坡。

有机物储氢技术始于 20 世纪 80 年代。有机物储氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应,即利用催化加氢和脱氢的可逆反应来实现。加氢反应实现氢的储存(化学键合),脱氢反应实现氢的释放。有机液体氢化物储氢作为一种新型储氢技术有很多优点:储氢量大, 如苯和甲苯的理论储氢量分别为 7.19wt %和 6.18wt %;储氢剂和氢载体的性质与汽油类似 ,因而储存、运输 、维护、保养安全方便, 便于利用现有的油类储存和运输设施;不饱和有机液体化合物作储氢剂可多次循环使用, 寿命可达 20 年。但这类方法在加氢、脱氢时条件比较苛刻 ,而且所使用催化剂易失活,因而还在做进一步的研究。?

纳米储氢材料

纳米材料由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应及表面效应，呈现出许多特有的物理、化学性质， 成为物理、化学、材料等学科研究的前沿领域。储氢合金纳米化后同样出现了许多新的热力学和动力学特性， 如活化性能明显提高， 具有更高的氢扩散系数和优良的吸放氢动力学性能。纳米储氢材料通常在储氢容量、循环寿命和氢化-脱氢速率等方面比普通储氢材料具有更优异的性能， 比表面积和表面原子数的增加使得金属性质发生变化， 具有了块体材料所没有的性质。由于粒径小， 氢更容易扩散到金属内部形成间隙固溶体，?表面吸附现象也更加显著，因而储氢材料的纳米化已成为当今储氢材料的研究热点。储氢合金纳米化为高储氢容量的储氢材料的研究提供了新的研究方向和思路。Tanaka 等 总结了纳米储氢合金优异动力学性能的原因: ( 1) 大量的纳米晶界使得氢原子容易扩散; ( 2) 纳米晶具有极高的比表面， 使氢原子容易渗透到储氢材料内部; ( 3) 纳米储氢材料避免了氢原子透过氢化物层进行长距离扩散， 而氢原子在氢化物中的扩散是控制动力学性能最主要的因素。通常情况下 Ni-Al 合金不具备吸氢特性， 韦建军等采用自 悬 浮 定 向 流 法 制 备 出 单 相 金 属 间 化 合 物AlNi 纳米微粒， 纳米 AlNi 在一定条件下， 可在 90—100℃ 实现吸氢-放氢过程， 其最大吸附量可达到材料自重的 7. 3% 。?

碳质材料储氢

吸附储氢是近几年来出现的新型储氢方法，具有安全可靠和储存效率高等优点。而在吸附储氢的材料中，碳质材料是最好的吸附剂，不仅对少数的气体杂质不敏感，而且可反复使用。碳质储氢材料主要是高比表面积活性炭（AC）、石墨纳米纤维(GNF)、碳纳米管(CNT)。?

配位氢化物储氢

配位氢化物储氢是利用碱金属(Li、Na、K等)或碱土金属(Mg、Ca等)与第三主族元素可与氢形成配位氢化物的性质。其与金属氢化物之间的主要区别在于吸氢过程中向离子或共价化合物的转变，而金属氢化物中的氢以原子状态储存于合金中。

表1给出了部分配位氢化物，可以看出它们含有极高的储氢容量，因而可作为优良的储氢介质，其中LiBH4、NaBH4和KBH4已实现了工业化生产。

应当指出的是，配位氢化物室温下它的分解速率很低，如LiBH4、NaBH4等金属硼氢化物在干燥或惰性气氛中，要到300℃以上才能分解释放氢气，而且其循环性能的研究也较少。为此，Bogdanovic等以NaAlH4为研究对象，发现催化剂能降低其反应活化能，且Ti4+较Zr4+的催化性能要好。

对于配位氢化物的研究开发，索新的催化剂或将现有催化剂（Ti、Zr、Fe）进行优化组合以改善其低温放氢性能，以及循环性能方面还需做更进一步的研究。?

水合物储氢

气体水合物，又称孔穴形水合物，是一种类冰状晶体，由水分子通过氢键形成的主体空穴在很弱的范德华力作用下包含客体分子组成，其一般的反应方程为：

R+nH2O----R·nH2O(固体)十△H（反应热）

水合物通常有3种结构，具体见图2和表2。很多气体或易挥发性液体都能在一定的温度和压力条件下和水生成气体水合物，例如天然气、二氧化碳以及多种氟里昂制冷剂。

水合物储存氢气具有很多的优点：首先，储氢和放氢过程完全互逆，储氢材料为水，放氢后的剩余产物也只有水，对环境没有污染，而且水在自然界中大量存在并价格低廉；其次，形成和分解的温度压力条件相对较低、速度快、能耗少。粉末冰形成氢水合物只需要几分钟，块状冰形成氢水合物也只需要几小时；而水合物分解时，因为氢气以分子的形态包含在水合物孔穴中，所以只需要在常温常压下氢气就可以从水合物中释放出来，分解过程非常安全且能耗少。因此，研究采用水合物的方式来储存氢气是很有意义的，美国、日本、加拿大、韩国和欧洲已经开始了初步的实验研究和理论分析工作。

对储氢合金材料有哪些要求

储能材料不仅能存储能量，并且能使能量转化，以供需用。最常见的储能材料有储氢合金和用于一次电池（即原电池，放电后不能复原使用）、二次电池（即蓄电池，放电后可重新充电复原反复使用）的材料。常见的一次电池有锌–二氧化锰电池、锌–氧化汞电池、锌–氧化银电池和锂电池等。常见的二次电池为铅–酸电池、镍–镉电池、镍–锌电池和镍–氢化合物电池、钠–硫电池、锂离子电池等。

1、储氢合金

氢是自然界中储量最大的元素，也是一种非常清洁的能源。储氢合金所存储的氢的密度比液态氢大得多（液氢的密度为4.2×1022大气压/厘米3，而LaNi5的氢密度为6.2×1022大气压/厘米3），并且释放氢时所需的能量很小。

2、储氢合金应用要求

储氢合金的工作压力很低，操作简单安全可靠。研发中的储氢合金体系有AB5型混合稀土合金、AB2型Laves相合金、AB型钛铁系合金、A2B型Mg–Ni系合金和钒基固溶体合金等。储氢合金与气体氢发生反应时生成金属氢化合物，大量的氢以固态形式储存于储氢合金中。储氢合金的吸氢与放氢，实际上就是金属氢化物的形成与分解。

3、储氢合金的基本特征是：能可逆地大量吸氢和放氢，伴随着吸（放）氢过程出现放（吸）热效应，对氢能选择性地吸收，吸放氢的平衡压力随温度急剧变化。

4、储氢合金可用于镍–氢化合物电池、氢的储存和净化、氢同位素分离、氢气回收、热泵、制冷等。