為迎接黨的二十大勝利召開,慶祝有研集團70周年華誕,集團舉辦了“輝煌七十載,奮進向未來”故事大賽活動。活動開展以來,共收到各單位報送的54篇參賽作品,生動講述了有研集團成立70年來,特別是黨的十八大以來,堅持黨的全面領導,扎實履行政治責任、經濟責任、社會責任,在服務國家重大工程、強化科技創新、促進經濟社會發展等方面作出的突出貢獻和取得的輝煌成就。
本期推出“輝煌七十載 奮進向未來”有研故事系列展播(十一)——有研氫能不負“氫”春。

有研氫能不負“氫”春
作者:有研工研院 王樹茂 劉蔚
我國在氫能的應用始于20世紀60年代航天液氫燃料,有研的氫能研究史可追溯到上世紀70年代末儲氫材料與系統及其應用。稀土與有色金屬新型功能材料儲氫合金的發現,吸引了有研人對這一神奇的固態吸氫材料及其應用的探索,從此便開啟了長達40余年創造綠色低碳美好生活的“氫”春奮斗歷程。
創新點燃有研“氫”春之火
最早的儲氫材料與應用技術研究團隊由原有研總院粉末所包德祐、詹鋒等第一代有研“儲氫人”為代表,他們嘗試將儲氫材料應用于高壓氫源、氫氣壓縮、熱泵等領域,開啟了我院的氫能研究的篇章。正是因為老一輩人敢于創先、勇于做“第一個吃螃蟹的人”,有研總院獲得了國家首批“863”資助的科技項目,這也是國家發布的第一批有關“氫”的項目。有研總院因此邁入了國內氫能研究的第一批隊。
進入九十年代后,金屬儲氫材料在鎳氫電池領域得到了關注,有研開啟了儲氫材料在低碳環保節能領域的嶄新畫卷。在此期間,第二代有研“儲氫人”在老一輩的支持下,在國內率先攻克鎳氫電池儲氫合金規模化制備技術,實現批量化生產。同時,在電池應用領域開始了一系列開拓性工作,實現鎳氫電池及其集成技術的車載應用,先后開發出鎳氫電池三輪車、鎳氫電池電動汽車等電動車輛,其中開發的鎳氫電池電動汽車首次實現了單次充電即能往返京津城際。值得一提的是,鎳氫電池作為氫能燃料電池大巴車輔助動力成功參加了2008年北京奧運會、北京燃料電池大巴車公交示范運營及2022張家口冬奧會加氫站示范運行。

有研總院開發的鎳氫電池電動汽車在中國首次實現城市之間運行

參與2022張家口冬奧會加氫站示范運行
堅韌鑄就有研“氫”春之美
在取得電化學固態儲氫技術產業化成果的輝煌成績后,有研“儲氫人”沒有停下腳步,繼續深耕氫能技術,開啟了氫能燃料電池固態儲氫技術。在學術帶頭人蔣利軍的帶領下,先后開展了稀土系AB5型、鈦錳系AB2型、鈦錳系AB型、釩鈦系BCC型,鎂系A2B型等一系列合金儲氫材料以及復雜化合物NaAlH4,Li-Mg-N-H,碳納米管等新型高容量儲氫材料研究;并在此基礎上,攻克了高熔點、高活性鈦系合金熔煉規模技術,低熔點易揮發鎂基儲氫材料可控氣氛機械合金化納米晶批量制備技術;開展的固態儲氫材料燃料電池氫能氣固相儲氫應用的高效傳熱傳質模擬仿真技術,實現固態儲氫技術在移動式制儲一體化燃料電池應急發電車、燃料電池移動通訊基站備用電源、氫能燃料電池加氫站、燃料電池大巴、物流車,以及電網儲能等應用;自行研制的儲氫材料吸放氫測試裝置加入歐盟第六框架儲氫材料循環比對測試。通過一代一代有研“儲氫人”矢志不渝的奉獻,有研工研院在儲氫材料設計與開發、儲氫裝置模擬仿真、設計制造、儲氫材料與裝置測試與評價等方面形成了相關全方位的研發平臺。同時,也成就了有研工研院在國內儲氫材料與技術、氣體純化材料與技術、太陽能利用材料與技術、核聚變相關材料與技術等能源與環境材料領域占據領先地位。

30kW風電電解水制氫/500Nm3固態儲氫/3kW燃料電池發電演示系統
奮斗再續有研“氫”春華章
有研工研院新能源事業部按照習近平總書記在2020年9月提出“3060雙碳”目標要求,在燃料電池叉車、應急發電車、船舶等移動式應用領域,以及可再生能源發電儲能、加氫站、深海空間站電源等固定式應用領域持續發力,在大型儲供氫裝置方面取得一系列重大進展。在新一代“氫能人”團隊負責人帶領下,完成廣州供電局應急供電車固態氫源系統、四川水電站氫儲能系統等一系列大型氫儲能裝置,為開創綠色低碳美好生活再譜新章。

有研工研院研制的不同類型儲氫合金
近年來,新能源事業部承擔了氫能相關的國家重點研發計劃、973計劃、863計劃、科技支撐、國際合作、工信部產業提升和北京市科技計劃等項目80余項,獲省部級以上科技獎勵10余項,獲授權專利190余項,主持和參與制定國家行業標準10余項,為氫能產業發展提供了重要技術和核心部件支撐。此外,有研集團近幾年加入了中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟,代表國家科技部加入國際能源署(IEA)氫能技術合作伙伴(Hydrogen TCP);有研工研院成功加入了中國可再生能源學會氫能專業委員會主任委員單位及中關村氫能與燃料電池技術產業創新聯盟等一系列國內外氫能組織。
今年3月國家發展改革委、國家能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,為我國氫能產業長遠發展描繪了宏偉藍圖,我國氫能發展的春天已經到來。預計到2025年,我國氫能產業產值將達到1萬億元;到2060年,氫氣需求量將接近1.3億噸,氫能在我國終端能源體系中占比超過20%,即將成為引領經濟發展的新增長點。有研工研院新能源事業部的板塊逐步從單一的“儲氫”擴大到“氫能”,在可再生能源電解水制氫、氫氣提純、管道輸氫與燃料電池等氫能全產業鏈積極展開布局,以奮斗的姿態迎接“氫”春的到來,用堅定的步伐為有研再續“氫”春華章。