随着经济、社会的不断发展，对能源清洁性、高效性的要求愈发突出，氢能作为一种崭新能源以其高燃烧效率、燃烧产物洁净、易于低成本储存和输送以及用途多样化等突出优点在如今起着越来越大的作用。我院清洁能源研究中心氢能储存及利用项目团队致力于新型储氢制氢技术的研发和应用，拥有多项自主知识产权，开发了多项氢能储存及利用产品。项目孵化企业苏州清德氢能源科技有限公司，将打造全球领先的储运氢企业作为愿景目标。

项目优势

储氢合金能将气体的氢气以原子的形式储存，其储存密度可以大于液氢状态下的氢气密度，有利于氢气的储存和运输，具有储氢密度高、安全性好、使用便捷的优势，在固态储氢、二次电池、混合动力汽车等方面都获得重要的应用。

此外，利用储氢合金的气体选择性吸收特性可以开发出高纯氢气的提纯技术，具有工程量小、占地面积少、一次性投资小、纯化速度快、纯度高的特点。利用储氢合金在吸放氢过程中吸放热特点，可以开发太阳热、地热以及工厂废热的储存和利用。利用储氢合金的水解放氢技术可以实现高容量高密度储氢制氢一体化，并在中小型氢燃料电池供氢、备用电源、氢分子生物医学供氢产品等领域获得重要应用。

项目阶段

1. 储氢合金的生产

在一定温度和氢气压力条件下，储氢金属或合金与氢反应生成金属氢化物，并释放出热量，当提高温度或降低氢压时，氢化物释放出氢气，可以用如下式子表示 储氢合金吸放氢的示意图如下图所示 。

项目组已经开发出了AB5稀土系 、AB2型Ti Mn 或 Zr Mn 系 、 AB 型 Ti Fe系 、 V 基 BCC 固溶体 、Mg基储氢合金的制备技术 。通过项目组开发出来的等离子体储氢合金制备金属 也 可以制备纳米结构的合金 提高储氢性能 。

主要技术性能：室温下活化次数少，吸放氢速度快 室温附近 质量储氢密度在 1.5wt.%~3.0wt.% 范围之间 ，平台压力在 0 2.0 MPa 。

2. 固态储氢系统

安全经济高效储氢技术的开发是氢能产业发展的关键瓶颈，合金储氢将氢以原子状态存储到材料晶格内部空隙中，可实现常温常压下固态储氢，这种固体储氢相对于高压气态和液态储氢，具有体积储氢密度高、工作压力低、安全性能好等优势。通过热交换系统的优化设计，可以实现氢气的快速吸收和放出。

 3. 高纯氢气提纯

氢能源的发展对氢气的纯度提出更高的要求，目前氢气提纯主要是变压吸附分离方法，这种方法的主要问题是工程量大、占地面积大、一次性投资大、而氢气纯化速度慢且纯度很难达到99.999%。然后，储氢合金具有选择性吸收氢气的特性，且体积储氢密度大，吸放氢速度快，只需要很小的体积就可以进行快速氢气纯化和储存，可有效地解决传统的氢气纯化和储存问题。

利用储氢合金开展氢气纯化和高密度储存联用研究，开发出氢纯度高、能耗少、成本低和运输安全性好的供氢技术，可以提高副产氢气中一氧化碳、二氧化碳、硫、氯等杂质的去除精度和检测技术，纯化指标达到氢气纯度≥99.999%，符合燃料电池用氢指标。也可以获得更高纯度的氢气，满足半导体等产业的高纯氢气的要求。

4. 热泵和制冷器

金属氢化物吸放氢的过程中伴随着较大的吸放热，是良好的储热材料，因此也能被用于储热、热泵、制冷、热压缩。金属储氢合金吸放氢的过程中伴随着较大的吸放热，是良好的储热材料，可以实现储热和供热的作用，也可以利用氢气放出时的吸热效应做成制冷器，如图可用于储热、热泵、制冷、热压缩。储氢合金做成的这种加热或制冷设备利用的是太阳能、地热以及工厂废热，有很好的节能效应。另外这种设备上没有机械运动的部分，寿命长、安静、没有环境污染，而且制冷制热转换方便。

5. 水解制氢及其应用

活性金属以及金属氢化物的水解（MHx+H2O→M(OH)x+H2↑）是一种方便的制氢和供氢方法。项目组通过原创的材料和装备技术，开发了高效、安全的制氢储氢材料和装置，材料储氢质量密度高，加水就能平稳的产生氢气，安全、流量平稳可控，供氢装置使用便携，可广泛用于氢能源的储存和运输，以及氢医疗健康领域。

在氢能源领域，项目组开发了制氢储氢纳米材料、便携的供氢装置以及集成燃料电池电源，其中材料能量密度高达1200wh/kg，供氢装置操作便携(质量供氢密度大于4wt%)，可广泛应用于单兵作战电源、无人机、UUV 等。目前产品已开始推广给中船重工、北京理工大学等军方相关单位以及国鸿氢能等使用。

在氢分子生物医学领域，公司开发出了安全的水解制氢材料，成本低、使用方便，可添加在饲料、食品、化妆品、农业化肥等产品中。

制氢储氢材料现在实现了自主量产，已解决材料量产问题，在制备过程中不产生废气和废水，对环境友好。吸放氢装置目前主要通过外包生产，目前已打通上游供应链，选定了几家代工生产商，可确保供氢装置的批量生产。

我院清洁能源研究中心现有1200平米专用研发实验室，拥有一支由1名万人计划领军人才、2名杰青教授，2名集萃研究员，以及7名博士和5名硕士组成的应用技术研发团队，主要围绕氢能源、特种锂电池材料、储能材料开展产业化项目研发。

氢能储存及利用项目组聚焦于储制氢技术，孵化企业苏州清德氢能源科技有限公司。公司通过原创的材料和装备技术，开发了高效、安全的储制氢材料及供氢装置，其中储制氢纳米材料能量密度高达1500wh/kg，供氢装置质量供氢密度大于4wt%，储运氢工作压力小于0.5MPa，可广泛应用于单兵作战电源、无人机、UUV等。此外，公司研发生产的氢分子生物医学纳米材料，水解可控释放氢气，氢气纯度高，成本低，使用安全方便，可广泛用于医学、化妆品和食品以及氢农业领域。

北京大学分子工程苏南研究院成立于2017年5月18日,是北京大学化学与分子工程学院在国内建立的一家专注于产业技术开发转化的研究院，由北京大学、常熟市、江苏省产业技术研究院三方合作共建，其法人单位江苏集萃分子工程研究院有限公司于2017年4月12日注册成立。

研究院依托北京大学人才和科技优势、江苏省产研院的机制优势、常熟市的产业优势，聚焦分子工程，全力打造新材料、新能源、生物医药及先进制造四大主导产业，致力于前沿技术研究、关键技术开发、一流成果转化和高端人才培养，着力构建引领高端科技开发、服务战略性新兴产业的新型研发机构。