装上两个矿泉水瓶大小的氢气罐,电动自行车就能行驶120公里;即便氢气罐破损也无安全隐患,罐内倒出的是合金粉末,且使用寿命长达10年……这并非科幻场景,而是北京理工大学长三角研究院高熵储氢合金实验室的研究成果。
在氢能产业蓬勃发展的前沿领域,这支来自北京理工大学的科研团队以创新科技为引擎,在未来产业发展的新赛道上奋力探路。
作为零污染、高效率的绿色清洁能源,氢能已成为全球战略性新兴产业的竞争高地,也是培育未来产业的关键赛道。
为抢抓发展机遇,嘉兴市今年正式出台《嘉兴市未来产业孵化基地培育建设方案》,将氢能列为重点培育的未来产业领域,全力打造省级未来产业先导区。
走进位于油车港镇的北京理工大学长三角研究院,一辆看似普通的电动自行车引起了记者的注意。与传统锂电池电动车不同,它的动力来自两个仅有矿泉水瓶大小的储氢装置。“这里面的奥秘就在于我们研发的高熵储氢合金,与传统储氢技术相比,这些合金材料就像一块会呼吸的海绵,能在温和的温度压强条件下安全地储存和释放氢气。”研究人员薛陆丰博士拿起一个储氢罐解释道,“即使发生罐体破损,放氢过程会迅速降低装置温度从而阻止氢气进一步泄露,避免产生安全隐患。”
据了解,氢气虽具有极高的质量能量密度,但常温常压下的储存和运输一直制约氢能的大规模应用。而高熵合金作为合金材料领域的 “新秀”,为破解这一难题带来了新希望。
薛陆丰博士表示,高熵合金突破了传统合金材料的局限,赋予金属材料更多可能性,采用高熵合金储氢不仅能量密度高,安全性也大幅提升,在国防、航空航天、新能源等重大工程领域具有广阔应用前景。
形象来说,高熵合金储氢就像为氢气安排了一群高效的“小管家”。其独特的晶格结构能形成大量储氢位点(类似“魔法口袋”),在温和条件下实现氢气的储存与释放;同时,固态储氢的特性大幅提升了安全性,即使容器破损也不会像高压氢气那样瞬间泄漏,是探索绿色能源道路上的科技宝藏。
聚焦“高熵储氢合金材料及其应用装置”这一前沿领域,薛陆丰所在的团队针对氢能公交车、氢能船舶、氢能叉车、氢储能等不同应用场景的特殊需求,开发出系列创新解决方案,致力于打造氢能人才集聚高地与产业化示范标杆。
随着氢能产业上升为国家战略,在实现 “双碳” 目标的进程中,氢能正成为推动新质生产力发展的关键引擎。
在北京理工大学长三角研究院,这支以90后青年学者为核心骨干,由青年拔尖人才、邓稼先青年科技奖获得者薛云飞教授领衔的高熵储氢合金团队,正以扎实的“氢”功,推动一项项科技成果“落地生金”。
据悉,该团队已申请各类专利70余项,其中储氢相关专利10余项。薛陆丰博士介绍,团队依托北京理工大学冲击环境材料技术国家重点实验室,构建产学研深度融合的发展模式,“在北京本部我们主要侧重教学研究与学术成果攻关,在嘉兴则开展规模量产设计、材料性能检测及储氢装置集成等工作,最终实现科技成果的转化。”
扎根油车港4年来,团队攻克了诸多技术难题,实现了高熵储氢合金全流程研制。除储氢合金研发外,团队还围绕先进合金材料设计优化、高质量粉体制备、性能表征、数值模拟计算等方向发力,致力于为材料产业发展提供从设计制备、测试表征、模拟计算全链条的技术支持。
近年来,油车港镇深入实施创新驱动发展战略,将科创人才工作作为推动高质量发展的核心引擎,通过搭建高能级平台、优化人才生态、深化产学研融合,全力打造长三角地区具有影响力的科创人才新高地。
随着嘉兴“一核两带”氢能产业布局持续推进,依托油车港天鹅湖畔的科创湖区,越来越多像高熵储氢合金团队这样的科研力量,正将“未来产业”的蓝图逐步转化为现实,书写着从“0到1”的创新突破故事,为嘉兴氢能产业发展注入源源不断的动力。