化学元素氢,在常温下呈气体状态,在101千帕压强下,温度为-252.8℃时,可液化为液态氢,在-259.1℃时,可凝结为固态氢。金属氢,是将液态氢或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体,由于其导电性能与金属类似,因此称为金属氢。金属氢是一种超导体,也是一种高储能材料,其研究受到科学界关注。
金属氢在核聚变领域,可将原子核转变为电能,具有成本低且清洁环保优点,可为人类提供能源;金属氢具有常温超导特性,在室温下可以无电阻传导电流,能降低电力损耗;金属氢能量密度高,可储存大量能量,作为清洁燃料使用,也可以制造大规模杀伤武器;金属氢密度小、强度高,可作为新型材料用于高精尖器械制造领域。金属氢在超导、能源、航空航天、国防军工等领域具有广阔应用前景,因此其研究受到关注。
氢是宇宙中含量最多的元素,金属氢原料来源丰富。20世纪40年代以来,美国等西方国家不断加大在金属氢研究领域的投入,但由于其制备工艺难度高,发展一直非常缓慢,制成的金属氢一旦恢复常压,会回复到初始状态。2016年10月,哈佛大学实验室成功制造出金属氢并留存下来,但2017年2月,由于操作失误,此金属氢消失。
我国金属氢研究起步较晚,随着我国超低温技术、超高压技术、超导技术等不断进步,为追赶发达国家脚步,提高竞争实力,我国在金属氢领域的研究不断深入。2019年12月,中国科学院合肥物质科学研究院在极端高温高压条件下成功制得金属氢。虽然我国金属氢研究时间短,但已经取得了技术突破,进入了全球金属氢研究第一梯队,为我国金属氢产业化发展奠定了基础。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021年全球金属氢行业市场现状调研报告》显示,金属氢未来在高技术产业领域具有重要应用价值,相关研究机构正在不断增多,在我国有清华大学、四川大学、中国科技大学、中科院物理所等,在国外有哈佛大学、麻省理工学院、剑桥大学、斯坦福大学等。
新思界
行业分析人士表示,现阶段,全球金属氢仍处于技术研究阶段,产业化发展还有较长距离,但未来随着技术瓶颈突破,金属氢应用领域将快速扩大,行业前景广阔,有资金、规模、技术、人才实力,抗风险能力强,且愿意布局高精尖技术领域的企业可以率先进入。