中国工程院院士吴明红:液氨储氢技术前景广阔

11月9日举办的世界储能大会上,中国工程院院士、上海大学副校长吴明红发表了题为《碳中和背景下新能源的化学储能路径》的演讲,深入探讨了以液氨存储氢能的产业前景,为新能源发展指明了重要方向。

吴明红指出,以化学储能方式实现长时储能已成为业界高度关注的技术方向。在碳中和目标下,中国每年预计需消费氢气高达8100万吨,而氢能应用面临的最大挑战在于其化学性质过于活泼,导致存储和运输困难重重。因此,结合中国能源及产业结构特点,研发安全高效的氢储运技术迫在眉睫。

吴明红强调,化学储能是最有效、最安全且最具成本效益的解决方案,通过将氢转化为甲烷、甲醇或氨等化学品实现储存。在此次演讲中,她重点介绍了氨储氢技术的巨大潜力及其广阔前景。

吴明红详细阐述了液氨的优势:首先,液氨具有极高的能量密度,每升约含13.6兆焦能量,相当于4.5升高压液氢或1200升常压氢的能量;其次,氨仅由氮和氢两种元素组成,是一种无碳储能介质;尤为关键的是,液氨的储运成本极低,运输成本仅为氢运输的几十分之一,且火灾危险性极小。

在应用前景方面,吴明红认为,随着可再生能源成为国际能源贸易的主体,中国将崛起为可再生能源输出大国。绿氨作为氢能载体,有望成为我国能源出口的重要途径。她指出,我国西部风光电力通过新增电网输送的成本远高于管道运输,因此加强氢氨管网建设,利用长输管道输送氨,将有效促进可再生能源消纳和各行业深度脱碳。此外,绿氨独特的能源属性和无碳燃料属性,使其在船舶航空运输、氨燃料电池及动力系统等领域具有巨大潜力,有望形成全新的技术集群、产业链和价值链体系。

然而,将氢高效转化为氨进行存储并实现大规模应用,同样面临技术瓶颈。传统的氨氢转化工艺沿用80年,需要在15-30Mpa高压及500-700摄氏度高温下进行,条件苛刻且能耗高。针对这一问题,吴明红团队将研发重点放在寻找新型催化剂上,以实现温和条件下的高效稳定氨氢转化。

吴明红介绍,其团队研发的石墨烯及其复合材料已展现出优异的催化性能,成功在温和条件下实现氨氢高效转化,为产业化需求奠定了坚实基础。相关研究成果已发表在《Nature》等国际顶级学术期刊上,标志着氨储氢技术迈出了重要突破性进展。(上证报中国证券网记者 王玉晴)

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