30克固態(tài)儲氫材料,加水即可穩(wěn)定發(fā)電1小時;常溫常壓下,這款材料可像普通貨物一樣運輸,無需高壓罐體、不用低溫絕熱,存儲同樣噸數(shù)的氫,體積僅為傳統(tǒng)氣態(tài)球罐的1%……
在推進綠色低碳發(fā)展、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的當下,氫能作為清潔能源,長期被儲運難題“卡脖子”。西咸新區(qū)秦創(chuàng)原總窗口企業(yè)西安一九零八新能源科技有限公司(簡稱“一九零八”),依托西安交通大學石墨烯界面納米閥技術(shù)這一原創(chuàng)科技成果,全球首創(chuàng)常溫常壓金屬基復(fù)合固態(tài)儲氫材料,將看似“桀驁難馴”的氫氣,固化成可“握在手中”的安全材料,為破解氫能儲運行業(yè)困局提供了全新技術(shù)路徑。
這家脫胎于西安交大實驗室的企業(yè),如何從技術(shù)突破走向產(chǎn)業(yè)落地,用“科研必須有用”的堅守深耕氫能賽道,為西安打造“全國氫能科創(chuàng)之都”注入動力?近日,記者深入企業(yè)一探究竟。
跨界破局:兩位教授的“氫能創(chuàng)業(yè)路”
一九零八的誕生,始于一次大膽的跨界與堅守。這份堅守,既源于科研工作者的初心,也承載著傳承西遷精神、服務(wù)國家能源需求的使命。
其創(chuàng)始人成永紅,是西安交大電氣工程學院教授,深耕絕緣技術(shù)領(lǐng)域多年,對電力行業(yè)發(fā)展有著深刻洞察。“如果一直堅守著傳統(tǒng)電力系統(tǒng),日子會很安穩(wěn),但那不是國家發(fā)展方向,也不是我的目標。”成永紅坦言,隨著可再生能源的快速發(fā)展,他敏銳地意識到,氫能將成為國家未來新型能源體系的重要支撐,而儲能技術(shù)是破解能源不穩(wěn)定的關(guān)鍵。
能源革命的核心在材料!2012年,成永紅在西安交大創(chuàng)立新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心,決心從基礎(chǔ)材料入手,讓科研成果走出象牙塔。他遇到了志同道合的伙伴——從海外歸國的張錦英教授,二人一拍即合,攜手將研究方向鎖定在固態(tài)儲氫這一行業(yè)“硬骨頭”上。
彼時,傳統(tǒng)儲氫方式深陷瓶頸:高壓氣態(tài)儲氫安全性低、易泄漏;低溫液態(tài)儲氫需冷卻至-253℃以下,成本高昂,且兩種方式都離不開笨重罐體,儲氫效率低下,嚴重制約氫能規(guī)模化應(yīng)用。歷經(jīng)無數(shù)次試驗優(yōu)化,張錦英教授終于研發(fā)出石墨烯界面納米閥技術(shù),在微米級金屬氫化物表面包覆納米石墨烯,既能讓儲氫材料在常溫常壓下保持穩(wěn)定,又能精準控制氫氣釋放速度,讓易燃易爆的氫氣變得“溫順可控”。
這項技術(shù)帶來的,是一款可直接握在手中的新型金屬基復(fù)合固態(tài)儲氫材料,具備高安全性、高儲氫密度、高釋氫密度三大優(yōu)勢,儲釋氫密度達到全球最高25wt.%,儲運效率是傳統(tǒng)高壓氣態(tài)的15倍,徹底解決了制約氫能行業(yè)發(fā)展的安全、效率、規(guī)模問題。
2021年9月,成永紅依托這項原創(chuàng)成果創(chuàng)辦西安一九零八新能源,將首批7項核心專利從西安交大轉(zhuǎn)化,正式開啟“科研落地、服務(wù)產(chǎn)業(yè)”的創(chuàng)業(yè)之旅。
硬核技術(shù):讓氫氣“變乖”,破解儲運痛點
為了讓記者對這項顛覆性技術(shù)有更加直觀的認識,一九零八工程師韓立拿出一臺形似汽車電瓶的設(shè)備,現(xiàn)場演示起固態(tài)儲氫技術(shù)的神奇之處:他將少量儲氫材料放入茶葉罐大小的反應(yīng)罐,倒入自來水,罐內(nèi)立刻“咕嘟嘟”冒出氣泡。把反應(yīng)罐裝入設(shè)備,按下開關(guān),接上手機充電線,屏幕瞬間顯示開始充電。
“30克材料就能穩(wěn)定工作1小時,每小時可發(fā)0.1度電。”韓立介紹,這款百瓦級便攜式氫動力電源,最大優(yōu)勢是便攜安全,無需加壓、加熱和催化劑,只要有水,不管是雨水、雪水還是海水,搭配自研儲氫材料就可發(fā)電,適配戶外作業(yè)、野外科考等多種場景。
這背后,是一九零八全球首創(chuàng)的常溫常壓固態(tài)儲氫技術(shù)——石墨烯界面納米閥技術(shù),基于此研制出了鈉鈣基、鋁鈉基等復(fù)合儲氫材料,徹底改變了傳統(tǒng)氫能儲運模式,讓“高危操作”變成“常規(guī)流程”。
在安全性上,這些材料可常溫常壓存儲運輸,無需特種設(shè)備,無氫脆風險、無泄漏風險,將氫氣從“危化品”變?yōu)槠胀?ldquo;化學品”,可通過公路、鐵路、船舶等常規(guī)方式運輸,大幅降低儲運風險和成本。
在效率上,其儲釋氫密度是傳統(tǒng)技術(shù)的3-4倍,釋氫速率達100倍以上,電-氫-電/熱轉(zhuǎn)化效率翻倍,可完美匹配大規(guī)模用氫需求。規(guī)模化方面,企業(yè)已開發(fā)單套3000噸儲氫系統(tǒng)工藝包,建成年產(chǎn)儲氫材料30噸中試線,為大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
截至目前,一九零八已研發(fā)出3個系列儲氫材料,形成儲運用安全管控、規(guī)模化生產(chǎn)、裝備設(shè)計等六大核心能力,相關(guān)產(chǎn)品獲2023年聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織全球綠色氫能方案特等獎,技術(shù)水平國際領(lǐng)先。
“以前的氫能儲運解決‘神經(jīng)末梢’需求,我們的技術(shù)打通了產(chǎn)業(yè)鏈‘主干神經(jīng)’,讓氫能規(guī)模化儲運成為可能。”韓立的話,道出了這項技術(shù)的核心價值。
場景落地:從夜市保電到海上風電,讓氫能“用得上”
科研的終極價值,在于落地應(yīng)用、解決實際問題。一九零八堅守“科研必須有用”的理念,推動固態(tài)儲氫技術(shù)從實驗室走進多個實際場景,真正實現(xiàn)“儲得下、存得久、運得遠、放得出、用得上”,讓氫能從“概念”走向“實用”。
2025年下半年,一九零八與國家電網(wǎng)合作的全國電力系統(tǒng)首套5kW級常溫常壓固態(tài)氫能應(yīng)急電源,在上海某居民夜市投用,成為民生用電“應(yīng)急先鋒”。“夜市拉線用電有安全隱患,我們的設(shè)備可快速部署,既安全又便捷。”韓立介紹,該設(shè)備還能提升電網(wǎng)靈活性與穩(wěn)定性,極端天氣斷電時,可為電力、通信、醫(yī)療等關(guān)鍵場景提供清潔應(yīng)急能源,解決了傳統(tǒng)柴油發(fā)電機污染大、噪音大的問題。
這只是技術(shù)落地的一個縮影。在新能源消納領(lǐng)域,一九零八與華能西安熱工研究院合作,推進光-制儲氫-發(fā)電一體化示范平臺項目,實現(xiàn)光伏發(fā)電、電解制氫、固態(tài)儲氫、按需發(fā)電閉環(huán)驗證,旨在解決新能源場站棄電離網(wǎng)利用難題,讓清潔能源得到充分利用。
針對綠色礦山、工業(yè)園區(qū),企業(yè)與許繼集團有限公司合作,打造100kW級源網(wǎng)氫儲一體化項目,實現(xiàn)棄電回收和多能源供應(yīng),助力工礦企業(yè)節(jié)能降碳。更值得關(guān)注的是,企業(yè)正與廣東地區(qū)某企業(yè)合作,推進海上風電制綠氫、固態(tài)儲氫運輸項目,形成從發(fā)電、制氫到應(yīng)用的完整鏈路,避免能源浪費。
在工業(yè)脫碳領(lǐng)域,企業(yè)還推出燃煤鍋爐摻氫燃燒供氫技術(shù),助力電廠深度脫碳、提升能效,已與中國華能西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司達成合作,技術(shù)可向高比例摻氫、純氫燃燒方向演進。
從城市應(yīng)急到工業(yè)轉(zhuǎn)型,從陸地到海上,一九零八的固態(tài)儲氫技術(shù)正不斷拓展邊界,為氫能產(chǎn)業(yè)打通“最后一公里”,也為“雙碳”目標實現(xiàn)提供了新的“西安方案”。
精神傳承:以“一九零八”之名,踐行科研初心
“2021年,一九零八剛成立時,創(chuàng)始團隊只有3個人,擠在交大創(chuàng)新港的一處居民樓里辦公,連像樣的實驗室都沒有。”成永紅教授回憶起創(chuàng)業(yè)初期的艱辛,感慨萬千:“科研出身的團隊,最大的難題就是成果市場化——對企業(yè)經(jīng)營不熟悉,缺經(jīng)驗、缺資金,一路走來困難重重。”
幸運的是,他們得到校友基金——西交一八九六的支持,在企業(yè)開辦、知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移、財務(wù)法務(wù)、融資服務(wù)、市場開拓等方面獲得幫助,讓科研人員能安心深耕技術(shù)、推進成果轉(zhuǎn)化。
而后,全省氫能產(chǎn)業(yè)扶持政策相繼出臺,東風正好。秦創(chuàng)原創(chuàng)新促進中心也成為企業(yè)發(fā)展路上的又一重要“助力者”。2023年7月,在該中心的牽線協(xié)調(diào)下,一九零八入駐西咸新區(qū)灃東新城協(xié)同創(chuàng)新港,獲得2000平方米辦公研發(fā)場地,并享受“三年免租”優(yōu)惠,長期困擾企業(yè)發(fā)展的場地問題迎刃而解。
從組織參加各類路演,到協(xié)助申報科技項目、爭取獎補政策,再到介紹投資人、提供金融支持,在秦創(chuàng)原系列貼心服務(wù)下,一九零八快速成長:團隊發(fā)展到40余人,研發(fā)人員占比超70%;擁有固態(tài)儲氫領(lǐng)域唯一省級工程研究中心,累計授權(quán)專利29項,牽頭制定多項團體和企業(yè)標準……成為行業(yè)科創(chuàng)標桿。
“企業(yè)之所以取名‘一九零八’,有著深刻的寓意。”成永紅告訴記者,這一名字是為了紀念1908年郵傳部上海高等實業(yè)學堂(西安交通大學前身)唐文治校長,以“求實學、務(wù)實業(yè)”的教育理念創(chuàng)辦電機專科——這是中國近代高等學校工程教育的開端。
成永紅為公司取這個名字,一方面是不忘來路,傳承交大前輩實業(yè)報國精神;另一方面是傳承創(chuàng)新基因,秉持交大人敢于突破、勇于創(chuàng)新、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的精神底色。
“科研不是發(fā)發(fā)論文、寫寫專利,而是要滿足國家需求。”這是成永紅常說的話。在他看來,傳承交大歷史、弘揚西遷精神,不是一句口號,而是要腳踏實地,把科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,解決行業(yè)痛點、回應(yīng)國家需求,這是科研工作者應(yīng)有的擔當。
近日,習近平總書記給四所交通大學全體師生的回信,讓成永紅及其團隊備受鼓舞。“總書記的回信,為我們指明了前進方向,也堅定了我們走下去的信心。”成永紅表示,他們將繼續(xù)聚焦國家新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,持續(xù)攻關(guān)核心技術(shù),推動以固態(tài)水解儲氫為核心的系列技術(shù)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
西安正在建設(shè)“全國氫能科創(chuàng)之都”。一九零八在氫能儲運賽道步履堅定,讓掌心“氫”力量,成為科技強國與“雙碳”目標的堅實支撐。交大人以堅守與創(chuàng)新印證:有價值的科研,是扎根現(xiàn)實、服務(wù)國家;新時代的西遷精神,就是立足本職、實干爭先。這既是科創(chuàng)企業(yè)的使命擔當,更是西遷精神在中國式現(xiàn)代化西安實踐中的生動續(xù)寫。
責任編輯: 張磊