学科专业评审组:能源与化工组
项目名称:高抗毒化复合储氢材料及其高品质氢高效提纯应用
提名单位: 陕西省知识产权局
提名等级:一等奖
提名单位意见: 该项目针对传统氢纯化技术工艺流程繁琐、纯度与回收率难以兼顾、无配套储氢功能等技术痛点,项目自主研发的高抗毒化复合储氢材料及高性能透过式金属氢化物法氢纯化/储存一体化关键技术,攻克了氢气高效储存纯化的核心技术瓶颈,具备突出的技术创新性与广阔的应用前景。该成套技术已顺利完成工程化验证与落地应用,建成50 Nm3/h示范装置,并先后在多家行业企业投入应用,累计实现数十亿元级经济效益。项目累计获得中、美、日发明专利40余件,在Nature Communications、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Functional Materials等期刊发表高水平论文80余篇,牵头发布2项团体标准。项目经行业权威机构鉴定,核心技术处于国际领先水平。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:吴震
    排名:1
    行政职务:化机所所长
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:作为成果总负责人,提出了“材料一反应器-成套装备”一体化研发路径,主持设计了氢纯化/储氢一体化系统,美发明专利双授权(ZL202210853095.6、US11873221B1)。主导开发了抗CO中毒的核壳式储氢合金材料,完成了氢纯化-储存一体化装置设计优化,主持开展了氢纯化-储存一体化示范装置建设。主持多项国家级项目,推动50 Nm3/h中试装置在华彬能源集团示范应用,实现氢气纯度≥99.999%,回收率≥83%。本技术被陕西省能源局推荐为国家能源局首台(套)重大技术装备推荐项目,并获陕西省科技创新优秀案例、西安市青年科技卓越项目等荣誉。
    曾获国家科技奖励情况:2026年获中国化工学会侯德榜技术奖-青年奖 2025年获中国能源研究会能源创新奖-青年科技奖 2025年获中国发明创业成果奖-二等奖 2022年获陕西石化科学技术奖-一等奖
  2. 姓名:程光旭
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:对氢纯化/储氢一体化装置进行了安全可靠性分析,确保示范设备能够安全稳定运行,参与了本项目示范装置的设计优化以及建设过程,对创新点3中大型立式反应器的力学分析以及安全稳定运行做出了贡献。
    曾获国家科技奖励情况:2000年获陕西省科技进步一等奖 2020年获中国石油化学工业联合会科技进步一等奖
  3. 姓名:赵鹤翔
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:华陆工程科技有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:完成了氢纯化/储存一体化示范装置设计校核,开展了氢纯化/储存一体化技术工艺包开发,参与了氢纯化/储存一体化示范装置现场建设,是本项目技术转移转化的核心人员。
    曾获国家科技奖励情况:2025年荣获中国石油和化学工业联合会科技进步三等奖
  4. 姓名:张早校
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:发展了固态储氢装置吸放氢过程氢-热耦合传输强化理论,参与了本项目示范装置的设计优化以及建设过程,对项目创新点3和创新点4做出了重大贡献,是本项目关键论文和发明专利的主要作者,推动了固态储氢材料在氢气纯化领域的应用。
    曾获国家科技奖励情况:1993年获北京市科技进步二等奖 1993年获教育部科技进步三等奖 2012年获中国石化科技进步二等奖
  5. 姓名:尧兢
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:重庆大学
    对本项目技术创造性贡献:参与高性能储氢材料改性和研制工作,参与构建了氢纯化反应器热-流-化(毒)-力多物理场耦合模型,对氢纯化/储存一体化装置进行了优化设计,是本项目关键论文和发明专利的主要作者,对创新点1和3作出贡献。
    曾获国家科技奖励情况:
  6. 姓名:朱鹏飞
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:助教
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:深入参与了本项目的研发过程,发展了氢纯化反应器热-流-化(毒)-力多物理场耦合模型,对氢纯化反应器进行了优化设计,推动了氢纯化反应器多场耦合模型在其设计开发中的应用,对创新点3做出了重大贡献,是本项目关键论文和发明专利的主要作者。
    曾获国家科技奖励情况:
  7. 姓名:鲁杨帆
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:重庆大学
    对本项目技术创造性贡献:参与开发高性能储氢合金,为项目中氢气纯化/储存奠定核心材料基础;是本项目关键重要论文的主要完成人,对创新点1中高性能储氢材料的催化改性研究作出贡献。
    曾获国家科技奖励情况:2024年获国际镁科学技术奖-年度青年奖
  8. 姓名:易罗财
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:中国科学院赣江创新研究院
    对本项目技术创造性贡献:负责高性能储氢材料批量化制备工艺研发,严控产品性能一致性,实现材料低成本量产,为其规模化应用提供核心支撑,为创新点2储氢合金稳定批量制备提供了关键保障。
    曾获国家科技奖励情况:
  9. 姓名:杨福胜
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:开展了储氢合金的循环中毒实验,发现升高温度CO杂质对材料毒化作用减弱的现象;提出了焦炉煤气氢组分回收的分段工艺并获中国发明专利;通过数值模拟研究了工业规模透过式氢纯化反应器的吸氢过程,对项目创新点3和创新点4做出贡献,是本项目关键论文和发明专利的作者。
    曾获国家科技奖励情况:
  10. 姓名:许珂
    排名:10
    行政职务:副总工程师、咨询部主任
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:华陆工程科技有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了本项目中氢纯化/储存一体化装置的设计,校核以及建设。作为技术骨干参与了氢纯化/储存一体化技术工艺包开发,为本项目应用落地提供了重要技术支撑。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省优秀工程咨询成果奖二等奖 化工行业优秀工程咨询成果奖二等奖
  11. 姓名:李京原
    排名:11
    行政职务:执行总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:宁夏庆华煤化集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为本项目氢纯化/储存一体化装置示范单位负责人,主要统筹推进项目技术在煤化工领域的示范落地,完成相关配套接口的改造优化,保障该技术适配煤化工工况条件下的工程应用。
    曾获国家科技奖励情况:
  12. 姓名:范沙浪
    排名:12
    行政职务:主任
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:华陆工程科技有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:参与本项目氢纯化/储存一体化示范装置的安全分析工作,系统论证了项目现场示范工况的安全性与可靠性,为示范装置的建设及施工实施提供了重要支撑。
    曾获国家科技奖励情况:2016年获得中国勘察设计协会颁发的“十三五”信息化先进个人 2020年获得陕西省勘察设计协会颁发的信息化先进个人
  13. 姓名:霍天晴
    排名:13
    行政职务:无
    技术职称:助理工程师
    工作单位:陕西氢能研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了本项目中氢纯化反应器热-流-化(毒)-力多物理场耦合模型的构建,推动西安交通大学相关研发成果在华彬能源集团中试项目落地,参与氢纯化/储存一体化示范装置的开发与建设与长周期运行,对创新点3和4作出了贡献。
    曾获国家科技奖励情况:
  14. 姓名:彭飞
    排名:14
    行政职务:副总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:一重集团大连工程建设有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了本项目氢纯化/储存一体化示范装置的制备及现场建设、调试、数据测试和运行,推动了该项目从研发走向中试示范,对创新点4作出了贡献。
    曾获国家科技奖励情况:
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:西安交通大学项目团队在固态储氢与氢能利用领域开展了一系列科技创新研究。团队研发出具备抗杂质毒化特性的高性能储氢合金,并设计高密度氢纯化及储存一体化装置。该装置可从各类工业含氢尾气中高效回收、纯化氢气,产出纯度 99.999% 以上的高纯氢,是工业副产氢领域氢回收纯化与固态储存技术的首个工程化应用范例。该技术先后获得国家重点研发计划、陕西省重点研发计划等 5 项国家及省部级项目支持,并入选国家能源局 2022 年度能源领域首台(套)重大技术装备评审推荐项目。产业化推广方面,西安交大项目团队联合陕西润中清洁能源有限公司等企业推进技术落地,建成国内首台 50 m3/h 级 “高密度氢纯化及储存一体化装置” 中试示范项目。该中试项目及后续应用推广,在氢能交通、电子特种气体、新能源储能与消纳、氢化工等多个领域展现出广阔应用前景与市场潜力。

  2. 单位名称:华陆工程科技有限责任公司
    单位贡献:华陆工程科技有限责任公司作为本项目核心参与单位,深度参与氢纯化/储存一体化示范装置研发与落地,为项目产业化实施提供关键工程技术支撑。公司技术骨干完成示范装置的整体设计与专业校核,严格把控装置设计的科学性、安全性,保障装置后续稳定运行。团队协同开展氢纯化/储存一体化工艺包开发优化,完善工艺技术体系,补齐工程化应用短板;同时参与示范装置现场建设,依托工程实践经验保障装置顺利落地。在技术转移转化过程中,公司充分发挥工程研发优势,推动项目技术由研发走向工程示范,为本技术在煤化工场景落地实施、成果产业化转化提供了坚实的工程保障。

  3. 单位名称:陕西氢能研究院有限公司
    单位贡献:陕西氢能研究院有限公司作为项目重要合作单位,参与氢纯化/储存一体化装置多物理场耦合模型开发工作,通过数值仿真分析优化装置运行方案,完成示范装置性能强化与运行工况优化,有效提升了系统稳定性与吸放氢效率。研究院协同参研单位联合谋划,共同组织申报陕西省及国家重点研发计划项目,助力项目成果向上级科技平台凝练升级。同时充分发挥科研平台育人优势,依托本项目开展科研实践,在项目研发过程中积极开展创新人才培养工作,开放科研资源创造就业实践条件,为项目长效推进与氢能领域人才队伍建设提供有力支撑。

  4. 单位名称:重庆大学
    单位贡献:针对催化剂在吸放氢服役过程中的变质问题,开发出化学稳定的Ti-MgO体系催化剂,并引入Mg2Ni的形核与“氢泵”效应,开发出Mg2Ni@Ti-MgO多相催化剂,证实了Ti基组分与Mg2Ni在提升吸放氢动力学方面的显著协同作用。申报单位利用Ti、Ni、Cu间强金属键作用,通过调控Mg-Ni-Y前驱体的熔炼参数,实现Ti在镁基合金中的纳米级分散,实现了含Ti镁合金的公斤级制备;同时,开发出基于PMMA涂层的材料表面稳定化技术,提高了镁基储氢材料对H2O等杂质的抵抗力,材料腐蚀速率降低了71~89 %,为低纯工业副产氢储存与纯化应用提供了材料支撑。

  5. 单位名称:中国科学院赣江创新研究院
    单位贡献:中国科学院赣江创新研究院系统开展Y-Mg-Ni超晶格稀土储氢材料结构特征、相组成及储氢性能之间“构效关系”研究,为材料成分设计、组织调控和性能优化提供了重要理论依据和技术支撑。同时,聚焦制约稀土储氢材料工程化应用的关键问题,深入揭示Y-Mg-Ni超晶格稀土储氢材料在含氢气氛下循环使用过程中的容量衰减机制,提出针对性的性能提升策略,推动材料储氢容量、循环稳定性及综合服役性能提升。在此基础上,协同合作单位开展稀土储氢合金的研发、制备和应用验证,促进关键技术成果转化,支撑高性能稀土储氢材料在氢气提出等应用场景中的规模化推广与示范应用。

  6. 单位名称:宁夏庆华煤化集团有限公司
    单位贡献:宁夏庆华煤化集团有限公司作为高性能透过式金属氢化物法氢提纯 / 储存一体化技术的实施与应用单位,充分依托煤化工副产氢资源优势,负责技术落地、装置建设、工况适配及产业化推广,统筹推进系统集成、现场调试与稳定运行。企业聚焦煤化工尾气含杂质多、提纯难度大、回收率偏低等痛点,依托抗毒化核壳储氢材料、高效换热反应器及连续化纯化工艺,实现副产氢高效提纯与安全储存。通过优化运行策略,有效抑制材料衰减,提升装置长期可靠性,形成稳定的高纯氢制备与供给能力。目前,该技术已在企业成功应用,氢气纯度达99.999%,回收率超80%,储放氢效率超90%,实现了副产氢就地高效利用。项目不仅降低企业用氢成本、提升资源利用率,还推动煤化工产业低碳转型。相关成果为区域副产氢规模化利用提供示范,有力支撑氢能产业高质量发展。

  7. 单位名称:一重集团大连工程建设有限公司
    单位贡献:一重集团大连工程建设有限公司作为本项目核心参与单位,负责了自主研发的高密度氢纯化/储存一体化装置的制备、调试安装及现场运行等工程建设方面的工作,为本技术在煤化工等领域的应用提供了装备保障和工程建设保障,极大推动了本技术的落地转化与应用。

  8. 单位名称:陕西氢纯能源科技有限公司
    单位贡献:陕西氢纯能源科技有限公司作为本项目核心参与单位,充分发挥产学研协同的桥梁纽带作用,成功推动西安交通大学相关研发成果在华彬能源集团中试项目落地,打通了关键技术从实验室基础研究走向工程化应用的对接通道。企业全程参与氢纯化/储存一体化技术及配套示范装置的现场安装调试、系统联调与长周期运行测试工作,有效保障了示范装置工况稳定运行,确保各项核心性能指标达标,为该技术的工业化示范与产业化落地提供了重要工程支撑。同时,企业积极推进技术市场推广与应用拓展,为项目成果规模化产业落地起到了良好的推动作用。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处