科技为媒 加强稀土在能源领域中的应用

本文转自：包头日报

□记者 张海芳 通讯员 李宝乐

近日，记者来到包头稀土研究院，看到科研人员仍旧在紧张忙碌。“虽然临近春节，但我所在的稀土功能材料所的储氢组还得抓紧时间，因为工程日期已经过中期时间点了。”稀土研究院高级工程师李宝犬说。

李宝犬所说的“工程”是高能量密度稀土储氢材料及其可再生能源储能转换技术示范工程，该工程将解决风、光、氢、电、热互补的高效稳定运行的关键技术问题，对提升稀土资源的高值平衡利用水平、促进先进的清洁能源技术推广、拓展可再生能源、氢能/储能和稀土应用市场将产生积极作用。

政策护航 大有可为

稀土是我国重要的战略资源，也是内蒙古自治区的重点产业。风能/太阳能等可再生能源利用、氢能/储能技术是21世纪包括中国在内的全球能源转型升级的重大战略需求，是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的有效途径。

2016年4月，国家发改委、能源局发布的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，已将氢能技术开发利用上升为国家能源战略。在《2021年度内蒙古自治区科技重大专项申报指南》中的第一部分“高新技术领域”中“稀土”方向的第六项也提到该工程。

据李宝犬介绍，之所以要做这个工程，一方面是由于政策，最主要还是看到了稀土在能源领域的应用前景：以储氢合金为工质的氢储存系统、储能镍氢电池在新能源、可再生能源及能效方面扮演着重要的角色。氢能源应用范围广，不仅可用于传统石油、化工的原材料，实现再生能源补充发电，还能应用于燃料电池汽车，并依托氢燃料电池技术，建立分布式能源网络，做到区域或城市电力、热能和冷能的联合供应。

破解难题 创新为要

“针对当前我国稀土行业镧/铈轻稀土过剩、新能源领域弃光限电两大严重问题，结合北方稀土稀土储氢材料及镍氢电池产品应用领域窄、市场容量小的现实问题，工程对此要有所作为。”李宝犬说道。

据悉，该工程研究内容有开发高能量密度稀土储氢材料及其快速动态响应固态储氢装置、高品质容量型镍氢电池；结合风力发电（采用稀土永磁发电机）/光伏发电（应用稀土光转换材料）波动特性与制氢装置的氢气纯度、动态氢气流量、压力等特性，通过风/光电制氢系统、纯化系统、固态储氢系统、燃料电池系统的参数匹配优化，完成稀土系固态储氢装置、镍氢电池与风/光电制氢和燃料电池等系统的高效集成；开展风/光电制氢-固态储氢-燃料电池发电系统控制方法优化和运行策略研究，实现系统的热电一体化管理，提高系统的能量利用效率和运行稳定性。

从创新点来看，工程从原子分子层面在动力学和热力学两方面揭示固/氢反应效率提高的本质原因，从理论上指导高能量密度新型稀土储氢材料体系成分与结构设计。对储氢合金材料的某些性能提出了更高的要求，开发高能量密度稀土储氢材料的成分和相结构可控制备技术。在镍氢蓄电池组的研究开发方面，需要电池组在设计开发过程中，合理设计内部结构，通过串并联设计达到电压、容量要求。

据悉，该工程将缓解镧/铈轻稀土应用不平衡的行业瓶颈问题，同时促进生态优先、绿色发展为导向的经济社会高质量发展。