中國氫燃料電池行業(yè)成長出一批“小老虎”型的企業(yè)，他們雖然體量不大，但在產(chǎn)業(yè)鏈上的細(xì)分領(lǐng)域，擁有相當(dāng)?shù)母偁幜Γ恍┲钠髽I(yè)都采購他們的產(chǎn)品，常常是小企業(yè)大客戶。

香橙會研究院專注對氫燃料電池行業(yè)的研究。現(xiàn)將行業(yè)里這些小老虎型企業(yè)挖掘出來，分享給投資人。此為第5篇。

將氫氣儲存在金屬里，變成一種固體形態(tài)，這樣搬運起來是不是就安全多了？而且科學(xué)家們還找到一種最合適的金屬來存放氫，這種金屬就是鎂。將氫氣儲存在金屬鎂里面，儲存效率最高。

這種金屬儲存氫氣的方法聽起來是不是很新鮮？但這確實是可行的，并將有可能成為未來主要的儲氫方式。上海交通大學(xué)鄒建新教授團(tuán)隊，就已成功地將氫儲存于鎂基固態(tài)金屬里，且率先進(jìn)行了量產(chǎn)。

他們是怎么做到的呢？香橙會研究院就此問題，采訪了上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、鎂源動力董事長鄒建新先生。

訪談實錄

鎂源動力董事長鄒建新：我們將氫氣儲存在金屬鎂里，儲氫效率最高

Q：鄒教授，您看好并研究鎂基儲氫材料的原因是什么？

A：鎂基儲氫材料最大的優(yōu)勢在于其高儲氫密度，可達(dá)7.6wt.%，超過國際能源協(xié)會（IEA）規(guī)定的未來新型儲氫材料標(biāo)準(zhǔn)，而我國是鎂資源最為豐富的國家之一，并且是全球鎂年產(chǎn)量最大的國家，達(dá)到全球年產(chǎn)量的80%以上。通過添加少量催化劑聯(lián)合一些改性方法，鎂的吸放氫動力學(xué)性能得到了較大的改善，吸氫溫度也明顯降低。我們團(tuán)隊在鎂基儲氫材料方面有較高的科研水平，看好其在儲運氫領(lǐng)域的應(yīng)用，以及在其他領(lǐng)域具有更廣的應(yīng)用市場。

Q：鎂基儲氫技術(shù)成熟嗎？產(chǎn)業(yè)化落地怎樣？

A：我們的鎂基儲氫材料的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，很多高校和研究單位都在采用我們的材料，但在應(yīng)用端仍有欠缺。比如我們的材料是給燃料電池提供氫源，無論是汽車還是發(fā)電廠均可應(yīng)用，相當(dāng)于汽車跑起來需要用的汽油，但目前還沒有研發(fā)出可以使用它的成熟高效的燃料電池堆和相關(guān)系統(tǒng)，這是最大的制約問題。目前解決的是氫可以很安全地儲存起來，但如何更好、更高效地使用，找到更多的應(yīng)用場景，是我們需要進(jìn)一步解決的。

Q：鎂源動力目前有營收了嗎？

A：我們的鎂基儲氫材料已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)到幾十噸，接下來還要研發(fā)儲放氫的系統(tǒng)和電源，應(yīng)用到無人機(jī)領(lǐng)域。我們未來瞄準(zhǔn)在專業(yè)級無人機(jī)的應(yīng)用場景；鎂基儲氫材料作為儲運氫和固定式電源等的研發(fā)工作也在進(jìn)行。此外我們還涉足健康產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行將鎂基儲氫材料用于保健醫(yī)藥領(lǐng)域的相關(guān)研發(fā)。

Q：鎂基儲氫材料已經(jīng)量產(chǎn)，這已經(jīng)跨出了重要的一步；在商業(yè)化的應(yīng)用場景拓展方面，情況怎樣？

A：我們已經(jīng)與多家企業(yè)商洽相關(guān)的應(yīng)用合作，比如我們在跟新加坡的一家企業(yè)合作，將鎂基儲氫材料作為氫來源的氫燃料電池應(yīng)用到無人機(jī)上，已經(jīng)進(jìn)行了很多試飛的記錄；與國內(nèi)一家大型國有企業(yè)合作了一個備用電源的項目，與鋰電相比，特別是從安全性和存儲期間的電量衰減方面考慮，氫燃料電池是備用電源更好的選擇；另外我們在氫氣儲運端也有一項很大的合作。我國目前鎂產(chǎn)量在100萬噸/年左右，足夠支持鎂基材料在儲運氫領(lǐng)域的應(yīng)用，這從產(chǎn)業(yè)和技術(shù)上都沒有特別大的難點。

Q：鎂基儲氫運輸?shù)郊託湔竞筢尫艢涞碾y點在哪里？鎂源動力將固態(tài)儲氫落地到加氫站的進(jìn)展如何？

A：釋放氫的技術(shù)并不是難點，只需要加熱固態(tài)儲氫罐即可釋放出氫氣，釋放率可以達(dá)到95%。加氫站方面，我們正在和一些加氫運氫的企業(yè)合作，目前處在系統(tǒng)集成開發(fā)和相關(guān)的測試階段。路線打通后可以大幅度地降低氫的成本。現(xiàn)在制氫、儲氫、用氫各端都致力于降低成本，制氫端除了水電解制氫之外，光解水和煤制氫的技術(shù)可能對成本的降低貢獻(xiàn)更大；儲氫端目前有高壓氣、固態(tài)儲氫、有機(jī)液體儲氫等，在不同場景都有用途，都需要降低成本；用氫端的燃料電池電堆則需要在不斷的測試、迭代、更新中生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。

Q：鎂基儲氫材料用在氫燃料電池汽車上有技術(shù)障礙嗎？

A：目前可以車用的技術(shù)是基于鎂儲氫材料的水解反應(yīng)，直接用掉氫化鎂，這項技術(shù)目前的成本太高是很大的一個問題，比如100kg氫化鎂可產(chǎn)生15kg氫氣，可供小汽車行駛里程數(shù)約為1500km，但是代價是燒掉了100kg氫化鎂，這部分氫化鎂的成本高于20000元，并且如果考慮回收廢料會進(jìn)一步推高成本，目前只在一些特定場景有需求。

但是，我們公司鎂基儲氫材料循環(huán)吸放氫的方式可能會更適合車用，材料的循環(huán)次數(shù)可達(dá)到3000次，平均每次循環(huán)吸放氫過程中鎂的成本不到0.1元，這樣可以大大降低用氫成本，因為相較燃料電池車補，大家對民用燃料的價格敏感度更高。應(yīng)用的難度就在于吸放氫時的溫度較高，目前的水平在300度左右，無法直接用于PEMFC電堆系統(tǒng)。但我們認(rèn)為找到合適的方案之后這個問題也會迎刃而解。

Q：國內(nèi)目前對工業(yè)副產(chǎn)氫的利用率怎樣？這是不是鎂基儲氫很大的一個應(yīng)用場景？

A：目前國內(nèi)產(chǎn)氫規(guī)模最大的是工業(yè)副產(chǎn)氫，產(chǎn)量每年大概幾萬到十幾萬噸，很多都燒掉用以發(fā)電或者做成雙氧水這樣的產(chǎn)品，還有一部分會供給化工廠使用，但仍有大部分氫會浪費掉，而金屬鎂儲氫正可以將這些工業(yè)副產(chǎn)氫利用起來，大大降低了用氫的成本，相比罐車儲氫，成本至少降低50%。目前的水平罐車儲氫量為1wt.%（目前20MPa的氫氣罐車存氫量大概300公斤，一輛車總重約30噸，則氫存儲量大概在1wt.%，運輸起來99%的重量都是車的重量），而鎂基固態(tài)儲氫目前的水平可達(dá)到整體系統(tǒng)4wt.%左右，并且運輸過程是在常溫常壓下存儲，安全性很高。

Q：行業(yè)內(nèi)其他儲氫技術(shù)（如高壓儲氫、有機(jī)液態(tài)儲氫材料等）的發(fā)展情況？

A：目前處于很多儲氫技術(shù)路線并行的階段，比如固態(tài)儲氫和有機(jī)液態(tài)儲氫，它們的發(fā)展會有較大的重合，還是要從成本、耐用性、便捷程度、安全性等角度進(jìn)行長遠(yuǎn)的評估。但鎂基儲氫材料的優(yōu)勢在于其理論儲氫量高（7.6wt.%），并且釋放氫時的雜質(zhì)較少。這些技術(shù)路線發(fā)展到后期可能會逐漸分化，找到各自合適的應(yīng)用場景。

車載高壓儲氫的應(yīng)用會長期存在，尤其是在乘用車方面。小轎車對性能的要求最高，比如供氫速度要求快、啟動時間要短、使用溫度范圍要寬泛（-20℃-80℃），且車內(nèi)體積有限要求供能系統(tǒng)體積盡可能小；而低溫下固態(tài)儲氫很難快速放氫，這也是現(xiàn)階段固態(tài)儲氫無法實現(xiàn)車用的關(guān)鍵問題之一，所以高壓儲氫會長期存在于燃料電池乘用車的使用中。但在公交車、重卡、分布式電站等方面的應(yīng)用，未來固態(tài)儲氫會有很大優(yōu)勢。

Q：國內(nèi)有其他高校和科研院所在進(jìn)行鎂基儲氫材料的研究嗎？您團(tuán)隊的技術(shù)優(yōu)勢在哪里？

A：國內(nèi)目前有很多高校和科研院所都在進(jìn)行鎂基儲氫材料的研究，我們上海交大在產(chǎn)業(yè)化能力和量產(chǎn)技術(shù)的平臺上居于領(lǐng)先位置。量產(chǎn)技術(shù)的壁壘有兩點：1.以前生產(chǎn)氫化鎂需要高溫高壓的條件（如：450℃，400個大氣壓的條件），這樣增加了生產(chǎn)的成本；2.材料的生產(chǎn)對鎂的動力學(xué)調(diào)節(jié)有很高的要求，調(diào)節(jié)不好會導(dǎo)致其氫化時間較長。我們可以很好地控制鎂的動力學(xué)調(diào)節(jié)，并且可以在低溫低壓條件下生產(chǎn)，這樣大大降低了材料成本，這也是我們能夠率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要原因。

Q：最后請談?wù)勀救说墓ぷ鹘?jīng)歷。

A：我本科和碩士畢業(yè)于大連理工大學(xué)，在法國梅斯大學(xué)攻讀的博士學(xué)位，后來在加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)工作過一段時間，現(xiàn)在是上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授。回國后一直在研究鎂基儲氫材料，已經(jīng)有十來年研究積累。我們的研發(fā)目標(biāo)是將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)，努力推動高校科學(xué)研究和企業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)合——以校企合作的模式，提高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的效率，鎂源動力也因此應(yīng)運而生。