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高容量镁基固态储运氢材料与系统
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果简介
由于镁的表面易氧化阻碍吸脱氢、氢化镁高热力学稳定性、吸放氢低动力学速率等缺点,导致镁基储氢材料在装填于固态储运氢系统中使用时,存在以下问题:1)镁基储氢材料充氢活化时间长、吸放氢反应速率慢、吸放氢循环性能差,储运氢系统的吸放氢性能无法满足应用场景需要;2)高性能镁基储氢材料的现有技术制备加工成本高,储运氢装置固定投入成本高昂;3)高效固态储运氢装置缺乏关键系统氢热耦合集成设计技术,大容量镁基固态储运氢装置与系统应用缺乏理论指导和实际案例。这些瓶颈问题阻碍了镁基固态储运氢材料的规模应用。 本项目在国家重点研发计划“高效高安全氢储运关键合金材料开发及应用”、国家自然科学基金面上项目、上海市科学技术委员会高新重大专项、中央引导地方科技发展资金项目等国家和省部级项目的支持下,从材料设计、材料规模生产、储运氢系统开发应用等关键环节,针对上述镁基固态储氢材料及系统开发的关键难点问题,设计了免活化、长循环寿命、高密度的镁基储氢合金材料,形成了年产百吨级的熔炼-制粉-压片一体化规模制备工艺,基于提出的大容量流体换热式镁基固态储运氢装置氢热耦合数学模型,创制了全球首台大容量吨级镁基固态储运氢车,实现了镁基固态储运氢装置的高效快速充放氢,可应用于氢冶金、氢化工、氢储能、氢交通等领域的氢气规模化储存与运输,将有力地推动氢能产业的快速发展,促进我国镁材料产业走向高端功能应用。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
该技术突破了镁基固态储运氢材料应用于氢储运领域的重大关键技术难题:利用核壳结构设计,开发了免活化使用,具备快速吸放氢的镁基储氢材料;利用稳定第二相分散的方式阻止镁晶粒长大,首次采用多孔镁基储氢块体材料的形式,减缓储氢合金的膨胀粉化现象,大幅提升了合金的吸放氢循环性能;在储运氢系统开发方面,首次提出了适用于大型流体换热式镁基固态储运氢装置的复杂氢热耦合理论模型,实现了大型储运氢装置的动态吸放氢过程模拟计算,成功实现了中大型镁基固态储运氢系统的优化开发,促进了镁基储氢材料走向实际应用。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
本项目针对氢能产业链中氢储运的关键瓶颈,基于团队开发的免活化、长寿命、高密度镁基储氢多孔块体材料及其规模制备技术,实现了年产百吨规模生产的镁基储氢合金材料,首次充氢量达6.4 wt%以上且循环寿命长达3000次,突破了大容量流体换热式镁基储运系统的氢热耦合理论与集成设计技术,研制了全球最大的75kg氢气级镁基储氢罐原型单体,解决了多罐体并组的换热流体与放氢速率控制问题,创制了全球首台吨级镁基固态储运氢车。 该技术相关技术指标先进:量产高密度多孔块体镁基储氢材料实现了免活化且首次吸氢量可达6.4 wt%以上、循环寿命达到1000次以上,储氢材料的年生产能力达到了100吨,单个镁基储氢罐12小时内吸氢量可达75 kg以上,49吨级单车储运氢量达到1.03吨等。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
基于该技术的研发与应用,项目团队新增产学研横向合同482.5万元,专利转让费用330万元,为上海氢枫能源技术有限公司、上海镁源动力科技有限公司等企业新增经济效益4000万元以上。所开发的大容量镁基固态储运氢材料以及关键系统,已支撑中国石油化工集团有限公司、宝武清洁能源有限公司、上海航天能源股份有限公司、北京低碳清洁能源研究所、上海浦江特种气体有限公司、内蒙古正能化工集团有限公司、广东国鸿氢能科技有限公司、山东银光科技公司等多家单位的相关应用。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该技术成果涉及镁基储氢合金材料及其储运氢系统应用领域,开发了高性能镁基储运氢材料及其规模生产技术、大容量镁基储运氢系统氢热耦合集成技术,创制了全球首台吨级镁基固态储运氢车,预期将在氢冶金、氢化工、氢储能等领域产生重大经济和社会效益,支撑我国镁行业的高质量发展。
评价专家署名
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评价专家姓名
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评价专家联系方式
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评价专家职务
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评价专家所在单位
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