隨著經濟全球化和人民生活水平的提高,人類對能源的需求與日俱增。能源是社會發展的推動力,目前,世界使用的主要能源為煤、石油、天然氣等。但這些均為不可再生資源,同時燃燒時會造成環境污染、全球變暖、霧霾等一系列問題,影響人們的生存環境。人類需發展新型的清潔高效能源取代傳統化石燃料。氫能作為化石燃料的首選替代品,引起世界各國密切關注,氫能應用技術正迅速發展,氫能的發展必將帶動儲氫材料行業繁榮。
儲氫材料是一種能夠可逆地吸收和釋放氫氣的材料。最早發現的儲氫材料是金屬鈀,1體積的鈀可以溶解幾百體積的氫氣,但由于成本較高,缺乏實際應用價值。儲氫材料通常包括合金、有機液體以及納米儲氫材料等。
儲氫材料在氫能產業鏈中扮演著重要角色,主要用于氫氣的儲存、運輸和釋放。它們能夠提供便利的氫能管理方式,支持多種技術產品的開發和應用。
隨著燃料電池技術的日益成熟與發展,以氫氣為燃料的電動汽車也將迅速發展起來,這就要求必須有安全高效的貯氫系統與之相匹配。傳統的液態及高壓氣態貯氫方式由于成本、質量、體積大小以及安全性等因素限制,無法應用于車載貯氫系統。
相比之下,金屬氫化物作為一種新型的能源材料,具有貯氫密度高、安全高效及環境友好等優點,將成為未來車載燃料電池的氫載體,所以儲氫材料的重點投資區域應在一線城市,尤其是新能源汽車行業地區。
據中研產業研究院《2025-2030年儲氫材料市場發展現狀調查及供需格局分析預測報告》分析:
目前儲氫材料研究已經取得了很多重大突破,為儲氫材料的研究開拓了新的領域。未來儲氫材料研究發展的新方向是以開發安全高效的復合儲氫材料為前提,實現儲氫材料的規模化制備與可循環利用。經過國內外研究者的共同努力,相信氫能在時代中將會扮演重要的角色。
液態有機儲氫是通過不飽和液體有機物與氫進行可逆反應,即脫氫反應和加氫反應。液態有機儲氫具有儲氫量大,可重復利用,儲運安全等優點。目前,常用的有機材料是烯烴、炔烴、芳烴等不飽和有機液體,但從儲存過程的能耗,儲氫量等方面考慮,最佳的儲氫溶劑為芳烴,是一個理想的有機儲氫材料。
碳質儲氫材料具有易解吸、吸氫量大、質量輕等特點,是一種非常具有應用前景的物理吸附儲氫方式,其中活性炭儲氫最為突出。活性炭的儲氫機理是依靠材料的孔隙結構、比表面積和表面官能團。研究表明,在常壓和低溫條件下,活性炭的儲氫量與其比表面積和微孔孔容成正相關關系,孔徑在0.6~0.7nm時對儲氫量的貢獻最大,儲氫質量分數可達到6%~7%。
儲氫材料屬于技術、資金密集型行業,儲氫材料市場競爭非常激烈。全球儲氫材料市場競爭主要集中在產品的性能、成本、安全性以及市場占有率等方面。中國儲氫材料市場同樣競爭激烈,主要競爭者包括領軍企業、快速成長型企業、中小企業及新興企業。領軍企業如廈門鎢業、中材科技、富瑞特裝、京城股份等,在技術研發、生產規模和市場占有率方面處于行業前列;快速成長型企業憑借獨特的技術優勢和市場策略迅速嶄露頭角;而中小企業和新興企業雖然市場份額較小,但在積極參與市場競爭中。
技術創新是儲氫材料行業發展的重要推動力。政府在推動儲氫材料行業發展方面發揮著重要作用,從科研攻關、示范應用到標準建設層面全面支持中長期氫儲能的發展。市場競爭還集中在產品的成本和安全性上。儲氫材料的成本直接影響其市場競爭力,而安全性則是用戶選擇的關鍵因素之一。隨著氫能技術的不斷進步和應用領域的拓展,市場需求也在不斷增加,進一步推動了市場競爭的加劇。
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