用量子力學「算出」新型儲氫材料，氫氣存在油裏不再易...

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長江日報大武漢客戶端1月16日訊（見習記者雷心蕊 通訊員李洪波）1月16日，在有機液體氫儲能技術湖北省中試基地的展示廳內，工作人員向記者介紹了為大廳供電和供暖的設備：一端油箱內裝著被稱作「氫油」的液體，它流入下一個容器後通過催化劑發生了氫氣與油分離的化學反應，氫氣由管道進入氫燃料電池，油被回收流入另一端的油箱，燃料電池所產生的電能供應給了廳內電視，同時，氫氣與油分離所產生的熱能則用於室內供暖。據介紹，被回收的油叫「儲油」，它存入氫氣後叫「氫油」，它們是基地的有機液體氫儲能技術產品。

從甲A類到丙B類   氫危險等級和運輸成本降低

氫能具備高效、清潔兩大特點，是未來新能源產業發展的重要方向之一。由於氫氣具有能量密度低和易燃易爆等特性，其高密度的安全存儲是氫能應用發展最主要的問題。目前，常見的氫儲存方式主要分為三類：低溫液化儲氫、高壓氣態儲氫和儲氫材料儲氫。其中，前兩者無論是極低的溫度和極高的氣壓，都對儲存條件有著極高的要求。因此，對高密度儲氫材料的研發，是氫能領域的重點。

在基地的廠房內，記者可以看到剛剛生產好的「氫油」被裝進普通的油箱內，整齊地擺放在墻邊。有機液體氫儲能技術湖北省中試基地的負責人程寒松介紹道：「這一桶『氫油』等於十二個氫氣瓶中的氫含量。」

氫氣屬於甲A類危險品，傳統氫氣瓶的存放危險等級很高，並有嚴格的數目限製。而氫存入「儲油」後，「氫油」的危險性等級則為丙B類，與常見的食用油一個等級。這種儲存方式，不僅縮小了氫儲存所需面積，也降低了存放條件。同時，氫的運輸也更方便和安全。

「現在的加氫站每公斤氫售價大約50元，是因為傳統高壓運輸方式會增加成本。用『氫油』運輸，氫的價格可以控制在每公斤30元。」程寒松說。

從氣體到固體再到液體   用量子力學計算出儲氫材料

「儲氫一直都是一個值得探索和廣受關注的研究領域，『氫油』的誕生用了11年。」程寒松向記者展示了他的論文資料，厚厚的一本書中布滿各種數學公式和演算記錄。

與大部分人印象中的化學工作者不同，程寒松是一名理論化學工作者，「氫油」並不是通過實操實驗發現的，而是在計算機上用量子力學進行演算得出的。他解釋道，在計算機上，可以通過自己寫的程序模擬化學反應過程，推斷出理想儲氫材料的構成。他早期所研發的第一類液體有機儲氫材料在脫氫後成了為一攤粉末。考慮到能量效率、安全性、成本等一系列要求，這種材料並未得到預期效果。終於，在2014年，程寒松在中國地質大學（武漢）的實驗室中，研發出了能反復利用的儲氫材料，也就是現在的「儲油」。

「『儲油』與氫的關系就像客車與乘客，它能多次運輸氫。」程寒松表示，「氫油」脫氫變回「儲油」後可以被運回加氫工廠再次加氫，「每噸『儲油』每年可以完成50次這樣的循環，每生產1噸『儲油』，可以支持50噸『氫油』的生產。」

目前，「氫油」已經申請了42項專利，其中也有來自美國、韓國和日本等國的專利許可。

「從科研到投入市場，產品需要不斷地完善。」程寒松表示，從2014年以來，他與團隊始終在進行優化和測試實驗，「氫油」今年將實現量產。

從產品到產業   武漢全力打造氫能全產業鏈

氫能是未來新能源產業發展的重要方向，發展氫能已提升到國家戰略層面。依托雄厚的石化工業和汽車產業基礎，目前武漢已具有一定的氫能和氫燃料電池汽車產業發展基礎。

程寒松帶領團隊和東風揚子江（武漢）汽車有限公司、湖北三環汽車有限公司、蜀都客車等車企聯合研製了新能源客車與輕型貨車，並設計出了占地僅20多平方米的氫油加註站，遠小於傳統加氫站所需的近4000平方米。「我們還計劃生產小型移動加氫站，可實現一次為25輛使用氫燃料電池系統的汽車充氫。」他說。

據介紹，今年年內，程寒松所創辦的武漢氫陽能源有限公司將全面建成萬噸級「儲油」生產工廠，預期可支持每日生產1500噸「氫油」，這相當於75000多公斤氫氣。與電力換算，這些氫每天可在應用端產生約130萬kwh的電力。

除了電力，氫能還可以替代汽油、天然氣、甲醇等多種碳基能源，滿足家庭和廠礦企業的日常用電、用熱需求。在解決安全儲運這一關鍵問題後，氫的零碳屬性將得到充分發揮，這使得氫能產業的發展前景極為廣闊。

《武漢市產業地圖》顯示，未來3年，武漢市將要培育5—10家製氫、氫儲運重點企業，建成15座以上加氫站，培育和引進50家以上整車生產、船舶製造、膜電極、電堆、關鍵材料和動力系統集成等氫能行業領軍企業，打造國內氫能產業創新研發、生產製造、示範應用引領區，實現氫能全產業鏈年產值規模位居國內城市前列。

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