近年來，氫能的發展仿若被按下快捷鍵，正逐漸成為中國能源戰略的重要組成部分。

氫能是一種綠色能源，它具有來源廣泛、能量密度高、可大規模儲存和清潔低碳等特點，被認為是人類最理想的“終極能源”，同時也是實現碳中和的主要手段。

根據近期釋出的中國《氫能產業發展中長期發展規劃》（2021-2035）預計，到2025 年，中國氫能產業產值將達到 1 萬億元；到 2050 年氫氣需求量將接近 6000 萬噸，氫能在中國終端能源體系中佔比超過 10%，產業鏈年產值達到 12 萬億元以上。

然而，氫能推廣卻始終面臨著一個難題，原因在於氫氣體積輕和分子小，導致儲運過程中體積密度極低且極易發生滲透擴散，從而帶來極大的安全隱患和經濟成本居高不下。

圖 | 韓樹民（來源：中科軒達）

“如何實現氫氣的安全和經濟儲存運輸，是氫能應用中的共性難題，而儲氫技術則是氫能應用中的一個關鍵核心技術。”燕山大學教授、博士生導師、中科軒達新能源科技有限公司董事長韓樹民說道。

新型固態儲氫材料有望成為氫能產業化發展的關鍵材料

據韓樹民介紹，目前，氫氣的儲運主要分為三種方式，分別是高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫以及氫化物固態儲氫。

其中，高壓氣態儲氫產業基礎好，充放氫速度快，是目前應用較為廣泛的主流技術，但是，其在高安全性和體積要求高的情況下應用受到限制；低溫液態儲氫的優點是儲能密度高，不過能耗大其成本高且有熱洩漏風險，因此主要應用於航天等特殊領域。

氫化物固態儲氫作為一種新的儲氫技術，近年來的表現愈發亮眼，具有體積儲氫密度高、低壓和儲運安全等優點，不過其對儲氫材料要求高，因此更適合固定式儲氫。隨著儲氫材料效能的大幅度提高，氫化物固態儲氫在高安全性加（儲）氫站等方面表現出很好的應用前景和潛力。

圖 | 氫能應用示意圖（來源：中科軒達）

韓樹民進一步表示，隨著氫能產業的迅猛發展，作為高安全性低壓固態儲氫核心技術的高效能儲氫材料必將迎來巨大的發展機遇。另一方面，儲氫材料的技術和產業進步也是未來氫能健康發展的客觀需求。

而在一系列新型固態儲氫材料中，稀土儲氫合金無疑佔據了重要地位。

稀土儲氫合金是一種可在通常條件下能可逆地大量吸收和放出氫氣的合金材料，具有吸氫和放氫溫度溫和、速率快易活化、穩定性好和成本適中等特點。最重要的是，中國的稀土產量佔世界的 80% 以上，具有重要的原料優勢。

“稀土在儲氫材料中的比例大於 30%，而且大量使用高丰度稀土鑭和鈰。因此，發揮我國稀土產業優勢，大力開發新型稀土儲氫材料，對促進我國的氫能應用具有重要的實際意義。”韓樹民說。

圖 | 加氫站（來源：中科軒達）

新型稀土儲氫材料是一類具有更高儲氫容量和特殊晶體結構的稀土儲氫材料，比傳統的稀土儲氫合金具有更高的儲氫容量和更加優異的特性和價效比。

據瞭解，韓樹民團隊長期致力於新型稀土儲氫材料的基礎理論和應用技術研發，在揭示新型稀土儲氫合金超晶格結構、儲氫機理、生成條件和構效關係等基礎理論研究中取得重要成果。發表

SCI

論文 200 餘篇，出版學術專著 1 部，獲國內外發明專利 30 餘項。

除此之外，在關鍵的產業化層面，其團隊同樣獲得重大突破，建設了具有自主智慧財產權的生產線，一舉打破了該領域國外的技術封鎖和產品壟斷。

打破國外技術壟斷，自主構建中國首條新型儲氫材料生產線

2016 年，在獲悉國外實現了新型稀土儲氫材料產業化，且產品已經開始用於高容量和低自放電型電池生產，韓樹民教授受到了很大觸動。

在他看來，儲氫技術是氫能應用的一個關鍵核心技術，中國已經開展了系統的理論研究和技術開發，但產業化能力卻仍顯不足。而作為一名科技工作者，其從事科學研究的一個最大心願是希望把自己的研究成果及時轉化為生產力。“外國人能做到的，我們也能做到。”韓樹民說道。

在這種情況下，憑著一顆不服輸的心和一腔熱血，韓樹民於 2017 年在包頭稀土高新區建立了包頭中科軒達新能源科技有限公司（以下簡稱為中科軒達），開始了創業之路。

圖 | 儲氫材料生產車間（來源：

中科

軒達

）

科學研究最忌脫離實際，而企業也需找準自身定位，將技術和產業化結合，如此方能踐行國家重大戰略需求。

近年來，中國政府不斷加大力度鼓勵氫能產業發展，並在電堆技術和零部件等方面取得積極進展。但不可否認的是，中國在關鍵的儲氫材料和技術方面與國際差距依舊顯著，這也導致氫能產業鏈各環節成本較高，商業化推廣十分困難。

而中科軒達正是瞄準了這一市場需求，堅持走科技引領和綠色發展的道路，致力於打造全球技術領先、品質優異的先進儲氫材料研發中心和產品供應基地。

在這種初心和使命的引領下，加上中科院包頭稀土研發中心和中科創星的孵化支援，中科軒達依託韓樹民團隊的研究成果，迅速啟動了新型稀土儲氫合金電極生產線建設專案。

據瞭解，該專案已於 2019 年 12 月順利完成。這也是中國第一條具有自主智慧財產權的新型稀土儲氫材料生產線，目前產能達 300 噸/年以上，且已進入技術成熟、生產穩定和產品市場推廣階段。同時，也打破了國外在新型稀土儲氫材料工業技術和產品方面對中國的壟斷和封鎖。

依託先進技術，固態儲氫與鎳氫電池齊頭並進

值得注意的是，稀土儲氫材料除了具有固態儲氫效能外，還具有電化學儲氫效能，其另一個重要用途便是作為鎳氫電池的負極材料。

鎳氫電池又稱金屬氫化物鎳（MH/Ni）電池，使用氫氧化鉀水溶液作為電解液，屬於水系鹼性電池。其具有安全性高、耐低溫、可快速充電、大功率放電、綠色環保易於回收等特點，而這些恰好屬於鋰電池的薄弱環節，因此可在一定程度上彌補市場需求。

圖 | 稀土儲氫材料應用（來源：中科軒達）

目前，鎳氫電池在油電混合動力節能汽車、軌道交通、輪船、潛艇坦克、風電光伏儲能、電動叉車、智慧家電、消費電子、醫療裝置、物聯網、特種儀器儀表以及民用消費電池等行業領域得到了廣泛應用。

而中科軒達生產的新型稀土儲氫合金材料與傳統 AB5 型儲氫合金電極材料相比，電化學容量可提高 20% 以上，在容量效能、動力學效能、低溫特性等方面均有大幅度提高，極大提高了鎳氫動力電池的價效比，已在多家鎳氫電池企業得到應用和推廣。

“當前鎳氫電池迫切需要解決的問題是重量能量密度較低，因此，研發和生產高容量的新型稀土儲氫材料可極大提高 MH/Ni 電池的市場競爭力。”韓樹民說。

圖 | 新型稀土儲氫材料產品（來源：中科軒達）

談及下一步發展規劃，韓樹民表示，中科軒達將在維持當前產能的基礎上，建設一條新生產線，使新型稀土儲氫材料年產能突破 1000 噸。與此同時，中科軒達還將進一步發揮新型稀土儲氫材料在成本、效能以及資源儲備上的優勢，堅持穩步擴大電池儲氫材料的同時，積極迎對氫能產業的迅猛發展，大力開發和推廣固態儲氫材料，打造高效能儲氫材料研發中心和產品供應基地。

毋庸置疑的是，中國氫能產業即將迎來重要的機遇期，以中科軒達為代表的的眾多新型科技企業正在加速佈局，而儲氫材料的技術和產業化必將在其中留下濃墨重彩的一筆。

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