“氢云之质”——新型固体化学储氢系统（西北大学研究生优秀创业项目）
项目介绍人 王迪（西北大学化工学院博士研究生，团队负责人）
第一，氢燃料汽车的市场发展前景广阔。
近年来，汽车行业迅速发展，我国也正在启动禁止出售燃油车的时间表，许多人将目光投向了氢燃料汽车。氢燃料汽车的原理是氢气和氧气发生反应生成水和电；对于氢燃料汽车来说，如果它的储氢量越多，则它的续航里程就越长。我国是一个制氢大国，每年可生产约2000万吨的氢气，位居世界第一。近年来，在北、上、广等11座城市已经建成了加氢站并投入运营，氢燃料客车已经服务过北京奥运会、上海世博会、深圳大运会等多项大型活动。但是，其采用的均是气态储氢方式，存在着危险性大、储氢量小、制造成本高等缺点。因此，各大汽车公司正在寻求一种新的、高效安全的储氢方式。
第二，我们的“新型固体储氢技术”竞争力超强。
我们团队采用新型固体储氢技术，在低温条件下，加热氢化储氢材料，通过化学反应的方式可以存储为自身体积上千倍的氢气，过程简单，操作方便，且材料可以重复使用。但是，储氢材料在吸放氢的过程中的热效应会严重损害储氢装置。为了解决这个问题，我们团队不断提升储氢装置的性能，设计出的螺旋管储氢装置与传统储氢装置对比，增大了装置的使用寿命，提升了热量的利用率，能够快速响应运行时的动力需求。
传统储氢装置在放氢时内部大约有70%的氢气是难以有效放出的，而我们的储氢装置可以将这一数值降低到8%。我们在螺旋管的基础上优化了结构参数、安装参数和操作参数，获得了目前国际先进的固体储氢装置设计方案。由于物流车的车检标准比较少，所以我们从低端的物流车入手。我们为了验证设计的可行性，前期搭建了一个固体储氢装置，耦合氢燃料电池小型模拟车，经过测试，小车成功运行，验证了固体储氢装置的应用性能。
紧接着我们对比了不同的储能方式。可以看出，采用氢气功能时它的能量利用率高，储能密度大，就整个功能系统而言，固体储氢装置的总质量储能密度较高。对比不同的储氢方式可以看出，我们的项目储氢压力降低，储氢密度升高，放心条件降低，安全性能更高。在相同储罐体积的条件下，我们的储氢装置可以使现有的氢燃料汽车的续航里程增大1倍。在产品加工制造过程中，我们团队提供了设计方案，经合作厂商加工制造、质检之后就会销售给汽车厂商。
第三，我们的项目与企业的商业合作正在进行。(https://www.daowen.com)
我们团队从2006年开始就进行了多种固体储氢装置的性能测试，2018年进行产品的小型测试，与湖大艾盛汽车有限公司合作，推出适用于物流车的运营产品，紧接着与其他汽车公司合作推出各类产品的试运营。2019年与湖大艾盛汽车有限公司合作进行产品的中试。我们与3家企业签订了合作协议，转让了10%的股权，计划融资人民币300万元，主要用于产品开发和团队建设。我们的核心团队有张早校教授和王玉琪教授，他们在固体储氢装置方面有十余年的研究经验，我本人是西北大学博士研究生，主要研究固体化学储氢装置的性能优化，我们团队在SCI顶级期刊上发表论文20余篇，我们的产品获得了4项国家专利授权。同时，我们团队还获得了第四届全国“互联网+”大赛的银奖和陕西省金奖等10余个国家级和省部级奖项。
董驰提问 对你的储氢装置的安全性能能否再做进一步的解释？
王迪回答 在同样储氢条件下有3种不同的储氢方式：第一种是气态储存方式，也是目前最常用的器材，典型的应用企业是日本丰田；第二种是有机液体储氢，这是前年复旦大学的一个教授推出的有机液体车，但是后面没有继续做下去的消息；第三种就是我们的储氢装置，其技术关键点就是储氢压力和储氢密度以及储氢材料问题。
第四，我们的储氢装置技术应用有安全保证。
气态储氢的储氢压力需要在70兆帕条件下，而我们的设计只需要5兆帕，压力降低得非常多，增大了整个运行过程中的安全性。关于储氢密度，采用气态储氢时，是将气体通过高压压缩在一起，而它的储氢密度也没有材料固体吸附的时候吸附得多，我们的储能密度要比它大很多。还有就是储氢材料是通过高压气体直接压缩的，所以不存在储氢气体；有机液体咔唑是用材料来吸，但是咔唑在释放氢时需要在170℃条件下且加高价的催化剂来进行催化才能使它放氢。而我们的材料只需要在常温条件下，用换热流体就可以进行放氢，相对来说条件比较安全。
董驰提问 你们这个产品现在和汽车结合了没有？
王迪回答 我们是在2018年12月与对方签订了合作协议，2019年一直在做产品的中试检测，他们是看了我们一个小型小试的结果。2019年和对方合作，我们提供储氢装置，对方提供车，在湖大艾盛汽车有限公司的厂商进行测试。
王鸿提问 你这个储氢装置充一次氢需要多长时间？20分钟吧？那与液态氢注入的时间差不多吗？
王迪回答 不是。有机液体储氢和我们的储氢方式对于整个汽车内的系统是不一样的。有机液体储氢是把氢油加进去，然后在汽车里面反应产生氢气，氢气用完还要剩余一部分副产物或一堆废油就产不出氢气了，要是再用，需要把原来的遗留物排空再重新加氢油进去，需要“放和加”。我们的储氢装置储氢过程约需20分钟，可能会比前者所用的时间稍微长一点。
王鸿提问 你们这个装置的成本与液态氢气在成本上比较有什么优势？
王迪回答 其实我们没有和液态氢气对比过成本，因为液态氢的储罐就是一个平常所说的储油罐，而我们和丰田的气态高压储罐对比了，成本上没啥优势，丰田那个车是六七万元，我们这个是6万多元，整个成本没多少差别，包括所有的配套设施加在一起。我们储氢装置的优势是可更换的，即可以直接把这个储氢罐拿出来，再换上另一个充好氢的储氢罐。
王强提问 在这方面，政府的支持程度和企业的风险程度如何？
王迪回答 第五，国家政策支持大力发展氢能源汽车。
这两点其实我们也都有讨论。关于氢氧电动车以及氢燃料汽车国家有政策支持，但是，从这几年的补助情况可以看出国家对电动车的补助力度明显下降了，而且在未来的一个发展规划之内，对电动汽车的补助已经没有想象的那么大了，但是国家对氢燃料汽车目前的补助特别大。举个例子，我们在视频最开头说了，在2018年5月，国务院总理李克强参观过日本的丰田汽车厂；2019年7月，关于支持发展氢燃料汽车问题，习近平主席曾致信中国氢燃料汽车大会。在整个宏观政策上，国家支持大力发展氢燃料汽车，国务院出台的关于国家支持发展氢燃料的相关政策和文件，媒体也做了报道，在《中国制造2025》中也指明了这一发展方向。