稀土儲氫材料是一類以稀土元素(如鑭、鈰、釹等)為主要成分,通過與氫氣發生可逆化學反應實現氫氣儲存與釋放的功能性材料,其核心原理是利用稀土元素的電子結構特性,與氫原子形成穩定的金屬氫化物,在特定溫度和壓力條件下完成“吸氫-釋氫”循環。例如,以LaNi₅型合金為代表的稀土儲氫材料,體積儲氫密度接近液態氫水平,且可在1MPa以下低壓環境安全儲存。
稀土儲氫材料具備三大核心特性:首先是優異的活化性能,多數稀土儲氫合金在常溫常壓下即可實現初始活化,且循環穩定性顯著優于鎂基等替代材料;其次是適中的熱力學特性,其氫化反應焓值在30kJ/mol H2左右,便于通過工業余熱或太陽能實現氫的釋放;三是良好的動力學性能,吸放氫速度快且不易受雜質氣體毒化。
從技術優勢看,稀土儲氫材料實現了化學鍵層面的安全儲氫,避免了高壓氣態儲氫的爆炸風險和低溫液態儲氫的蒸發損失,體積儲氫密度可達標準狀態下氫氣的1000倍以上。特別是通過稀土元素的協同作用,可精確調控材料的平臺壓力、滯后特性和循環壽命等關鍵參數。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年中國稀土儲氫材料市場可行性研究報告》顯示,目前,稀土儲氫材料的應用已從早期的鎳氫電池負極延伸至氫能全產業鏈。在能源領域,稀土儲氫材料作為分布式儲氫裝置的核心材料,可用于平滑可再生能源制氫的波動性;在工業領域,稀土儲氫材料用于超高純度氫的制備與儲存,滿足電子、光伏等行業對9N級超純氫的需求;在交通運輸領域,稀土儲氫材料作為燃料電池汽車的緩沖儲氫系統,可有效提升氫氣的加注速度和利用率。
全球稀土儲氫材料行業正處于技術成熟與市場培育的關鍵階段。從產能分布看,中國憑借稀土資源優勢和完整的產業鏈布局,占據全球大部分的產能份額,日本則在高端應用領域保持技術領先。然而,當前行業發展過程中基礎材料產能相對過剩,但高性能定制化產品供不應求;技術研發重點從成分優化轉向微觀結構調控和表面改性;應用場景從單一儲氫功能向儲氫-凈化-壓縮一體化解決方案演進。
新思界
行業分析人士表示,未來,隨著政策紅利持續釋放和相關技術水平不斷提升,我國氫能開發利用將不斷提速,產業規模也將進一步擴大。稀土儲氫材料作為其儲運環節的關鍵材料,產業重要性將日益凸顯,市場需求有望迎來快速增長。同時,稀土儲氫材料將在高容量、低平臺壓力等性能上持續突破;其在燃料電池汽車、分布式儲能等場景的滲透率也將加速提升。
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