——上海交通大学氢科学中心副主任邹建新教授及其创新团队

在“双碳”目标下，为应对温室气体排放和全球气候变化所带来的挑战，人类在积极探索绿色低碳转型发展之路。作为自然界能源之母的氢，被认为是绿色低碳转型的重要载体。这也引得科学家对氢进行了科学探索。

然而，要实现对氢的广泛应用，却面临着氢供应的高成本以及储存和运输技术的低效率等挑战。“未来利用海上可再生能源进行海水制氢，结合高容量镁基固态氢储运技术是理想的大规模绿氢整体解决方案。”上海交通大学氢科学中心副主任邹建新教授及其创新团队在主任丁文江院士的指导下，长期致力于镁基储氢材料的科学研究，他们突破技术瓶颈，为氢的广泛应用贡献了科技力量。

创新发现氢储运材料新科技

实现对氢的安全高效储运，方能对氢加以广泛应用。到底以什么材料，哪些方式储存氢？这是摆在科学家面前的头等难题。秉承丁文江院士“寓精于料，料要成材，材要成器，器要好用”的研究理念，面对技术瓶颈，邹建新及其创新团队经过科研发现，相对于高压气态、低温液态方式，以固态材料为核心的储氢技术相对会更加安全高效。那应该用什么材料储存氢呢？邹建新及其创新团队将科研目标锁定在了镁材料。他们发现：将氢固化在镁材料中，固态储氢系统的体积可以做得非常小，使用过程也更加安全。

邹建新教授（左二）指导课题组成员开展研究

镁基材料是固态储存氢的首选。因为镁基材料的质量储氢密度和体积储氢密度都比较高，更小的体积和更轻的重量能储运更多氢。邹建新在研究中发现，镁基固态储氢材料不仅能够实现在常温低压下长时间储存氢气，还可以进行大规模、长距离的运输，让氢触达更加需要的地方，达到广泛应用。另外，我国镁的储产量非常大，年产量约占全球总产量的85%以上，具备优良的产业基础。在技术方面，镁基储氢材料吸放氢反应相对简单、无副产物且可控性良好，使用过的镁基储氢材料易于回收且回收率高。不论是环境因素，还是成本控制，镁基储氢材料都具有非常大的优势。

由于在镁基固态储氢技术方面的突出贡献，近日在巴西伊瓜苏举办的第十五届清洁能源部长级会议（CEM15）/ 第九届创新使命部长级会议（MI9）上，邹建新及其团队创新研发的高容量镁基固态氢储运技术荣获国际能源署氢能技术合作项目卓越奖（Hydrogen TCP Award），这是中国国内研发的氢能技术首次获得该奖项。

技术转化推动氢产业发展

创新技术从提出到成功研发乃至顺利推广，需要经过千锤百炼，不断试验。邹建新的研发路径也是如此。为了推动氢利用路线技术的应用和转化，邹建新和团队在材料研发方面开展了大量工作，通过表面催化、第二相分散原理开发了免活化、长寿命的高性能镁基固态储氢材料；建立了氢热耦合的数学模型来优化镁基固态储运氢系统；通过固体氧化物电解水制氢(SOECs)和基于氢化镁的储氢和运输技术的工程运行数据，评估了氢利用路线的技术可行性、经济可行性、热力学性能和环境影响，并探讨了其大规模应用潜力，对加强氢能供应链起到了至关重要的作用。

邹建新教授与研发团队成员合影

2023年，在邹建新及其团队的刻苦研发和关键技术支持下，上海交通大学与上海氢枫能源联合研发的第一代吨级镁基固态储运氢车（MH-100T）成功亮相世界氢能技术大会，标志着氢气储运环节取得了新的突破。标准集装箱式的设计使得MH-100T能够适应铁路、公路、轮船等不同的运输方式，进行长距离、大规模的氢气储运。这也表明邹建新团队取得的创新技术未来在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备巨大的应用潜力。镁基固态储运氢技术也由此获得了2023年国际镁业协会IMA未来技术奖以及中国有色金属工业技术发明一等奖，入选了2023年中国科协先导技术榜单。

最令人感动的是团队贡献

提及创新成果，邹建新首先感谢丁文江院士的指导和支持、团队成员的辛劳和付出，成果的取得离不开每一个人的努力。名副其实，包括邹建新本人都为科研突破贡献了重大力量，还取得了非凡的个人业绩。针对镁基能源材料方面的基础研究与应用开发工作，邹建新主持并完成了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、上海市科委重点项目等，在国际知名期刊上发表SCI收录论文190余篇，进入“全球前2%顶尖科学家”终身榜单，多项发明专利实现了向企业转化。由于工作成绩突出，邹建新获得上海交通大学特聘教授、教育部高层次人才、上海市曙光学者、英国皇家化学会会士等荣誉，并两次担任国家重点研发计划首席科学家。

邹建新教授为中学生做科普

团队成员林羲助理研究员面向“固态储运氢装置吸放氢过程的复杂氢热耦合机制”的关键共性问题，开发出镁基/钛基高性能固态储氢材料，构建出相应复杂多物理场氢热耦合模型，并面向应用场景优化出多个镁基/钛基高性能固态储运氢装置，在氢储能、氢交通、氢冶金等场景实现了工程示范应用。团队成员胡志刚副教授提出了采用调制剂进行水相金属簇-配体交换的合成原理，开发了绿色、温和、可规模化合成的微波调制水热合成方法，实现了金属有机框架材料MOF的千克级/批次生产能力，构建了适用MOF材料的吸附-穿透理论与实验装置，并开发了基于MOF吸附材料的碳捕集装置和百克级固态储氢装置。团队成员王旭升博士获得国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后科学基金面上项目等，赴牛津大学开展联合研究；赵颖燕博士荣获“上海市超级博士后”荣誉称号；张嘉祺博士开发出了高容量长寿命的镁合金储氢材料，获得了中国博士后科学基金的资助。

2024年是镁基固态储氢材料的规模化生产和应用的“元年”。站在新起点，邹建新及其创新团队将持续创新，为促进镁基固态储氢材料产业化应用贡献科技力量，并不断培养更多的人才进入氢能领域，推动我国乃至世界的能源低碳化变革。（文/李霞）