当前国内储氢材料最大应用市场之一为氢燃料电池,在新能源汽车行业发展带动下,2021年国内储氢材料市场规模约为8.8亿元,同比增长约为15.9%。现阶段国内储氢材料供需基本平衡,行业发展前景广阔。储氢材料属于技术、资金密集型行业,目前国内储氢材料龙头企业已出现!
日前,工信部等四部门联合发布《原材料工业“三品”实施方案》(下称《方案》)。《方案》在增品种、提品质和创品牌三方面,提出优化传统品种结构、强化科技创新能力、增强品牌培育能力等9大任务,以及原材料品种培优、原材料品质提升和原材料品牌建设3项重点工程。新材料产品方面,支持鼓励高温合金、航空轻合金材料、超高纯稀土金属及化合物、高性能特种钢、可降解生物材料、特种分离膜以及高性能稀土磁性、催化、光功能、储氢材料等关键基础材料研发和产业化。
储氢材料种类丰富,根据原理不同,储氢材料可分为物理吸附材料和化学储氢材料。其中根据结构不同,物理吸附材料可分为金属有机框架以及包含活性炭、纳米管等在内的碳材料;根据材质不同,化学储氢材料可分为包含稀土、镁系、钛系等在内的金属氧化物以及有机液体氧化物。其中稀土储氢材料是目前国内储氢材料市场主流产品,市场占有率接近91%。
尽管有关储氢材料的研究近年来取得了重要的进展,但现有的主要储氢材料均存在不同程度的适用性问题,离氢能技术的规模化应用尚有相当的距离。金属氢化物过于稳定,加/脱氢只能在较高温度下进行,热交换比较困难。配位氢化物储氢密度较高,然而可逆循环性能较差直接限制了其规模应用。液体有机物储氢量高,还可以同汽油一样在常温常压下运输,如果能开发出高稳定性、高转化率和高选择性的脱氢催化剂,将大幅度推动氢能利用。
高容量、高安全性、高可逆性的储氢材料研发势必是未来储氢材料发展的趋势。将未来的研究重点集中于具有高可逆性、高容量、高效催化加氢、常温常压下储存与运输、温和条件下可控催化脱氢等特点的储氢材料,必将推动氢能经济的早日实现。预计未来几年储氢材料市场规模将稳步增长,2027年我国储氢材料市场规模有望突破14.82亿元。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国储氢材料行业市场深度调研及投资策略预测报告》显示:
储氢材料是指可在一定温度和压力下与氢气发生反应,并且能可逆吸放氢气的一类材料。氢是自然界存在最普遍的元素,氢能具有无污染、导热性能好、燃烧性能好、燃烧速度快、能量密度高等特点,是一种高效清洁能源,近年来,其应用领域较为广泛。但氢通常以气态形式存在,氢气具有易燃、易爆、易扩散等特点,因此发展储氢材料是保证氢储存与运输安全的核心。
稀土储氢材料的研究始于20世纪60年代末,荷兰菲利普实验室最早发现LaNi5合金具有可逆吸放氢的特性。各国学者在该合金的基础开展了大量的研究工作,对稀土系储氢合金的组分和生产工艺进行了优化改进,开发出来一系列活化性能好、克容量高和循环寿命长的稀土储氢材料。稀土系储氢材料主要以镍和稀土金属为生产原料,通过真空感应熔炼炉进行规模化生产,使用的生产原料中有三分之一左右是轻稀土金属。而且目前产业化生产的稀土储氢材料绝大部分都已经去镨钕化,原料以储量最为丰富镧、铈元素为主,所以稀土储氢材料的市场应用量对推动中国轻稀土资源的充分利用起到至关重要的作用。
目前中国储氢材料行业产能集中度较高,产能前四企业CR4超过50%,说明随着行业整合的深入,行业产能分布逐渐集中。
业界人士表示,氢能源作为绿色环保的清洁能源,未来其市场发展潜力巨大,但受制于常见形态易燃易爆特点,必须有安全高效的储氢材料与之相匹配。因此近年来,在国内氢能市场需求不断增加驱动下,国内储氢材料市场需求不断增加,我国储氢材料行业发展前景较好。储氢材料是有效解决氢气储存和运输问题的关键,未来研发大容量、安全可靠、高可逆性储氢材料将是行业发展的主要方向。
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