氢能，被全球公认是未来极具潜力的清洁能源。但因为它太轻，密度只是空气的1/14，如何安全、高效地储存和运输，成为制约氢能大规模应用的瓶颈。

而储氢材料和载体又是决定储氢技术的关键因素，因而研究合适的储氢材料成为发展氢能技术的重要环节。

常见的储氢方式可分为气态储氢、液态储氢和固态储氢。相较于高压气态和低温液态等储氢方式，固态储氢体积密度高、安全性好，发展前景被看好。

固态储氢是指利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢气储存在固体材料当中。固体储氢材料主要包括碳质材料、金属氢化物、配位氢化物、金属有机骨架材料（MOFs）和氢气水合物等。

澳大利亚一家名为Lavo的初创公司，成立于2020年，正是基于固态储氢材料中的金属氢化物设计出了Lavo氢能储存系统，该装置使用电解将电能转化为氢气，然后根据需要通过燃料电池将氢气转化为电能。

但有过经验的人都知道，在获得科学突破和将其转化为商业成功之间，有很多艰难的工作和挫折。而这家公司，在把这种固态储氢概念转化为商业订单的时候，却比较顺利。产品一推出就获得市场青睐。

据Lavo官网介绍，其在2020年10月推出了世界首个为住宅和企业设计的商业化氢能存储系统，推出此产品后便敲定了约合1.15亿澳元（约5.4亿元人民币）的3年远期订单3855套。目前Lavo正在将其氢能储存系统推向兆瓦级，以便为太阳能发电场或风力发电场开发更大规模的氢电池储能解决方案。

Lavo首席运营官 Jacques Markgraaf在7月22日表示，在公用事业领域，Lavo已有超过 10 亿澳元（约47亿元人民币）的订单。

那么，这到底是一种什么技术？有什么优势呢？

图说：前首席科学家 Alan Finkel 与 Lavo 首席执行官兼执行董事 Alan Yu

来源：Lavo

什么是固态储氢？

在三种主要储氢方式中，气态储氢的成本相对较低，放氢比较容易，且释放的氢气浓度较高，但储存条件苛刻，安全性差，且对储氢材料的材质要求较高。液态储氢具有较高的能量密度，但是其能耗较大，放氢较慢。固态储氢因储氢密度高、工作压力低等优点有望用于车载储氢系统，其更加安全高效，但现在技术还有待突破，长期来看发展潜力比较大。

固态储氢材料按照氢气在材料中的储存形式可以分为两类：

一是物理吸附类，主要包括多孔材料，如沸石、碳基纳米材料等，其原理下图（a）所示，通过范德华力吸附分子氢，吸附过程中氢气没有发生化学变化，但是由于吸附剂与氢之间的范德华力作用弱，所以储氢密度低；

二是形成金属氢化物，如金属间氢化物将氢原子存储在晶格空隙中，如下图（b）所示，或通过与金属元素形成化学键的配位金属氢化物，如下图（c）所示，该类储氢材料理论质量储氢密度多数可达6%以上，安全性好。

图说：固态储氢材料氢气吸附方式（a）物理吸附；（b）内金属氢化物；（c）复合氢化物

来源：[9]

LAVO™氢电池储能系统

LAVO™氢电池储能系统不仅仅是电池，而是一个电解系统、储氢阵列和燃料电池动力系统的集成系统，三部分被集成在一个机柜中。Lavo的氢电池存储系统旨在通过电解器将电能转化为氢并将氢存储在获得专利的固体金属氢化物中来存储屋顶太阳能。氢气随后使用其 1.7 x 1.2 米机柜内的燃料电池转换回电能，该系统还包含锂离子电池和净水器，使系统能够接通自来水运行。

LAVO™氢电池储能系统包括以下主要七个部分：

1/燃料电池

用于将储存在氢气中的能量转化回电能。

2/直流-直流转换器

用来调节燃料电池的电力输出，以匹配混合逆变器输入的预期电压。

3/电池

小型的传统锂离子电池，用于快速响应，混合储能系统提供两种储能技术的好处。

4/混合型逆变器

管理太阳能电池阵列、LAVO™和家庭之间的电能流动。

5/电解器

通过电解来转换来自太阳能系统的多余的电能，将水分解成氢和氧。

6/水净化器

对进入的自来水进行处理，使电解器能够使用标准的自来水供应来运行。

7/LAVO™ 氢化物

将氢存储于获得专利的金属氢化物中，可以氢气储存压力为30 bar。

图说：LAVO™氢电池储能系统

来源：Lavo

LAVO™氢电池储能系统最关键的氢存储步骤通过将氢与固体材料（如镁纳米粒子）结合形成氢键金属氢化物来实现。Lavo首席科学家兼执行董事、新南威尔士大学氢技术首席研究员 Kondo-Francois Aguey-Zinsou 教授从事氢化物研究已有20 多年，他将一种包含钛和其他常见材料的吸氢金属合金成功地应用于LAVO™氢电池储能系统的储氢模块。

图说：Kondo-Francois Aguey-Zinsou 教授使用金属氢化物储存氢气

来源：[10]

Aguey-Zinsou教授在接受悉尼先驱晨报采访时，将这一储氢技术的发展比作“互联网革命”，并表示：“它将改变我们使用电力的方式，同时它不易燃，非常安全。”

LAVO™氢电池储能系统具有以下特点：

1.长达30年的使用寿命，关键部分比锂电池系统持续时间更长；

2.独特的金属氢化物具备节能、碳中性、安全不可燃等特性；

3.所有设计部件都可以100%循环回收；

4.经久耐用，可在在-10°至+50°C条件下运行，金属氢化物将提供20,000次储存和充电的周期。

值得注意的是，能源效率仍然是所有氢基存储系统的挑战，Lavo声称该系统的往返效率约为 50%，这意味着通过燃料电池将氢转化回能量的过程中，将损失大约一半的存储量，这与锂电池的充电/放电循环85%的效率相比仍然较低。

对此，Lavo 首席营销官 Matthew Muller 表示：“随着氢化物的改进以及电解槽和燃料电池技术的进步，50% 的效率措施将得到改善。Lavo正在与电解槽制造商Enapter和燃料电池制造商Nedstack等优秀合作伙伴合作，以提高在整个系统中的往返效率。”

从家用级到电网级应用

在2020年底，Lavo推出了世界首个家用氢电池储能系统，其尺寸为 1,680 x 1,240 x 400 毫米，重量为 324 公斤，其可存储大约 40 千瓦时的能量，是特斯拉当时Powerwall 2 的三倍，足以让一个普通家庭运行两天。其可通过 Wi-Fi 连接，还有一个用于监控和控制的手机应用程序，对电力需求较高的企业可以并行运行多个系统，形成一个“智能虚拟发电厂”。

图说：LAVO™家用氢电池储能系统

来源：Lavo

Lavo最初将业务瞄准了澳大利亚的四个关键市场：住宅、商业、离网/备用柴油机和电信塔，Lavo预计其技术在澳大利亚的市场为20亿美元，在全球范围内可扩大至400亿美元。在2021年2月时，其已有190套系统的订单，价值593万澳元；当时其与20个渠道合作伙伴敲定的3年的远期订单为3855套，约合1.15亿澳元。

随着全球绿色能源需求和向可再生能源的转变，Lavo逐渐将目光投向了商业规模太阳能发电场和风力发电场。

2021年7月，Lavo的投资者Providence Asset Group宣布，日本巨头丸红公司正在支持其 30 个区域可再生能源项目计划，新签署的电力采购协议（PPA）将利用Lavo的氢电池储能系统完成剩余的 19个项目的配套储能设施建设。当这些太阳能发电场都投入运营时，每年的总发电量将约为 500 GWh。

2021年11月，昆士兰州政府宣布为 Lavo 提供资金，以帮助其在大斯普林菲尔德建立一个价值 1500 万美元的氢燃料电池制造工厂, 该公司将在此开发聚合物电解质膜 (PEM) 燃料电池技术。

2022年1月，Lavo宣布已从新南威尔士 (NSW) 区域就业创造基金获得 500 万美元的资金，该公司将利用这笔资金在新南威尔士州亨特地区的 Tomago 扩大 LAVO 氢能存储系统的原型设计、测试和试点制造。

2022年2月，Lavo 的基石投资者GHD宣布已从英国政府获得资金，用于在英格兰安装一座采用 Lavo 氢基电池技术的示范工厂，以有效地展示和证明 Lavo 氢能存储系统的概念。

目前，Lavo则致力于将其氢能储存系统推向兆瓦级，为太阳能发电场或风力发电场开发一个更大的电网级规模氢电池储能单元EOS。对于业界来说，能够按需灵活提供氢气或电力的LAVO™氢电池储能系统确实为需要两者的工业界人士提供新的选择。因此，Lavo将氢电池储能系统从家用级转向兆瓦级别的电网级应用是明智的选择，这些工厂通常将通过 PPA 与此类设施配对。

Lavo 首席运营官 Jacques Markgraaf 说：“EOS将为太阳能或风电场的所有者提供了有效提高该资产回报率的机会。Lavo已从 40 个国家/地区的客户那里收取 了6500 万澳元的40千瓦时国内设备订单定金。在公用事业领域，Lavo有超过 10 亿澳元的订单，将LAVO™氢电池储能系统推广到太阳能发电场是Lavo的重大优先事项。”

资料来源：新知 | 成立2年的固态储氢公司，获得近50亿元订单，有何独特技术 (qq.com)