风起西安：成永红和他的储氢范式革命

氢能，是世界上最清洁的能源，是21世纪的终极能源。不过，长期以来，这些溢美之词大多都停留在纸面上，氢能距离大规模商用颇为遥远。

然而，9月10日，在陕西省西咸新区举行的“秦创原科技成果产业化暨一九零八新能源新型储氢材料与氢动力电源产品发布会”现场，我发现氢能已经来到了身边：千瓦级氢动力电源驱动观光车可以稳定行驶，百瓦级氢电源重量低于3Kg，轻巧便携，可以作为野外工作、露营、科考等场景下的应急电源…… 

更重要的是氢能不再危险，它被储存在一种特殊的固态材料中，可以握在手中。

氢能的春天，这次真的来了。

 

将世界上最清洁的能源“握在手中”

 

将世界上最清洁的能源“握在手中”！这样的成果来自于西安交通大学孵化出来的西安一九零八新能源科技公司，其在固态储氢领域掀起了一场颠覆式革命，研发出了一种石墨烯界面纳米阀技术，解决了固态储氢的诸多难点。

氢能的产业链包括制氢、储氢、运氢、用氢四个主要环节，其中储氢长期以来是瓶颈。这是因为氢气很轻，其密度只有空气的十四分之一，常温常压运输，100升的储气罐只能储存约几克氢气，成本极高。业界目前有三种方式储氢，但都有难题：高压气态储氢不利于长距离运输，且存在安全隐患；低温液态储氢的能耗和维护成本很大，氢气逃逸率较高；固态储氢有采用镁基材料，但释氢端加热能耗较高，有采用活性高的金属氢化物，但是水解释氢过程剧烈，一碰到水可能发生爆炸，很难进行控制。

“我们原创的石墨烯界面纳米阀技术，将每一个金属氢化物微米级别颗粒的表面均匀包覆上石墨烯，在储存的时候让其变得稳定，在释放氢气的时候，可以慢慢反应，解决了释氢过程太过剧烈的难题。通过控制石墨烯的包裹，可以控制氢气的释放速度，保证释氢的稳定性。” 西安交通大学教授、西安一九零八新能源科技有限公司董事长成永红这样说。

这种材料具有高储释氢密度的特点，大大提升了储氢的容量。而且，这样的储氢方式还突破了温度、压力的局限性，在常温常压下也能存储运输。具体来说，西安一九零八新能源科技的这种新型储氢材料具有三个“高”的优势：常温常压下储运，具有高安全性；材料储氢密度高，最高可达12.5wt.%；有效水解释氢密度高，最高可达25wt.%。

正是这种新型储氢材料的突破性创新，让氢能可以进入寻常百姓家。我在发布会现场看到了该公司展示的氢动力电源产品，具有很强的实用价值。以百瓦级便携式移动氢电源为例，1Kg料可以产生3度电，低于20g的单料包可以实现100分钟以上的供电，通过更换料包，理论上可以实现“无限续航”。相比在野外无法充电的锂电同类产品可以说具有独特优势。

如此巨大的科技创新，背后却无比艰辛。成永红透露，这项技术在科学层面和工程层面，都很难。在科学层面，研究可以追溯到2012年，彼时成永红教授创立了西安交通大学新型储能与能量转换纳米材料研究中心，带领团队进行这方面的研究，尤其是最近几年，在张锦英教授带领下，相继攻克了诸多难关，2017年合成出碳同素异形体T-碳，由此发明出石墨烯界面纳米阀技术，在微纳米层面上进行反应控制，终于实现了储氢材料安全、可控、稳定释氢。

在工程层面，同样艰难。成永红在探索过程中发现要实现产业化、商业化就必须走产教融合之路，遂下定决心成立公司攻克工程难题。在短短的几个月时间里，材料制备从以克为单位，到以公斤为单位，再到今年7月，实现日产百公斤，公司打造了全球首个包含“技术-金属氢化物-复合储氢材料-储运-回收-金属再生”全过程的固态储氢材料循环中试系统，具备了大规模批量化生产技术能力。

一家成立仅两年的公司，就这样创造了氢能领域的奇迹。

 

储氢范式革命到底意味着什么？

 

“范式”一词，是托马斯·库恩在《科学革命的结构》中第一次提出的概念，指的是某一领域重大思维方式的变革。人类历史上的每一次重大变革，都是“范式革命”的产物。

西安一九零八新能源在储氢材料上的突破式创新，就堪称是氢能领域的一次范式革命，无论是对于普通用户，还是对于氢能产业，都至关重要、影响深远。

对于氢能产业，这意味着解决了产业链中关键的储氢、用氢环节的难题。成永红比喻，以前的氢能储运，多是解决神经末梢问题，固态储氢的突破，好比是打通了产业链上下游之间的主干神经。

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成永红提出了“西氢东运”、“海氢陆运”的概念，我国能源分布不均衡，风、光、水电等可再生能源主要集中在西部地区和海上，而用电的负荷中心主要集中在东部、中部地区，以前氢能主要来自于化石燃料，未来这方面肯定会发生改变，主要由可再生能源产生，这就要解决氢能的运输问题。西安一九零八新能源科技在固态储氢上的创新，打通了运输主动脉，将能助力实现西氢东运、海氢陆运，其意义不亚于西电东送、西气东输。

一旦解决了氢能的储存难题，困扰电网的另一个难题也有望得到解决。成永红表示，可再生能源发电并网对电网带来的冲击，是困扰已久的问题，氢电耦合是解决这个问题的路径。“我认为氢能是未来电网的重要稳定源。” 以水电为例，丰水期可以将多余的电制氢储存起来，在枯水期的时候再释放发电，从而解决水电长周期波动的问题。

对于终端用户来说，这项技术的意义也很重大。长期以来，大家是谈氢色变，因为氢总是和爆炸、危险联系在一起。尤其是氢能动力的乘用车，停在地下停车场，如果不解决安全问题，是很难大规模普及的。西安一九零八新能源科技研发的新型固态储氢技术，可以实现常温常压储氢，在释氢过程中实现有序可控，需要的时候释氢，不需要的时候维持稳定，将能解决困扰氢能的安全问题。

总而言之，这项技术的落地和商用，将能为氢能的未来按下加速键，很好地助力国家的双碳战略实施。2022年3月，国家发改委和能源局在《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中，明确指出氢能作为国家能源体系重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体以及未来战略新兴产业重点发展方向这三大作用，并提出到2025年，我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系，到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系。现在看来，这个目标正在梦想照进现实，我们和世界上最清洁能源的距离渐行渐近。

“预测到2030年，氢能的发展将进入黄金时代。”成永红信心满满地表示。

 

后记：突破性创新的启示

 

在调研、采访过程中，我也在思考，如此重大的突破性创新在如此短的时间落地，到底靠什么？对于其他公司又有什么启示呢？总结起来，我觉得是几方面的原因。

其一，是科学家的埋头实干。西安一九零八新能源科技在固态储氢材料上的突破，就来自于成永红、张锦英团队的不懈探索、艰苦努力。成永红透露，为了攻克技术难题，张锦英教授几年的时间吃住在办公室。张锦英在采访时透露，“我喜欢专注做一件事，定一个目标，没完成，饭都不想吃。从小就这样的性格，碰到问题就解决它，错了再找新的方法 。” 这些科学家们的不断求索，是突破性创新实现的最大功臣。

其二，是产学研的深度融合。西安一九零八新能源科技之所以能解决科学层面和工程层面的难题，就是因为科学家们在高校可以沉下心来做科研，而公司可以很好地解决商业化，这也会形成“高校科研-商业化落地-加大高校科研”的正向循环闭环。

其三，是中国供应链的有力支撑。成永红透露，其固态储氢技术实现了所有原材料、生产过程的自主可控，没有被卡脖子的点。其中，金属氢化物生产设备、包覆设备、释氢设备等，国内都能制造，这就是中国制造的实力。

其四，是投资人的鼎力支持。西安一九零八新能源科技的技术快速商业化，还在于背后有一批有战略眼光、独具慧眼的投资人。成永红透露，公司还在筹备之时，西交一八九六校友基金听闻其要成立公司进行产业化，立刻决定投资，并帮助谋划公司架构、协助工商注册、辅助公司运行等；成永红和英诺天使基金执行董事李鸿艳在一次活动相识，双方交流后，一拍即合，在很短时间内英诺天使就决定投资，不仅在种子轮跟投，而且还成为天使轮的领投公司。正是有了千万级的天使轮融资，公司才加快了循环中试线的建设。这也能看出西交一八九六和英诺对硬核科技的独到眼光。

“嫩芽催旧木，冬煦化冰凌。静凝梅花绽，详观野草矜。余霞勾玉影，药浴映春灯。滌尽其时秽，心轻放绪升。” 成永红闲暇时喜欢写诗，这首诗就是他作于立春享温泉之时。在我看来，这样的景象恰似氢能的发展，当储氢环节实现革命性突破，氢能的春天真的要来了。