氢能制取技术的完善

- 优化传统制氢技术：

- 化石能源制氢：对于天然气重整制氢，应着力提高催化剂的活性和选择性，降低反应温度和压力，从而提高制氢效率、减少能源消耗和副反应。例如，研发新型的催化剂载体和活性组分，提高催化剂的稳定性和抗中毒能力，延长催化剂寿命。同时，优化重整工艺条件，加强对反应过程的精确控制，提高氢气的收率。对于煤炭气化制氢，需重点攻克高效煤气化技术和煤气净化技术，提高煤炭的气化效率，降低气化过程中的能量损失，同时有效去除煤气中的杂质，如硫化物、焦油等，提高制氢的纯度和质量。

- 推进可再生能源制氢技术发展：

- 电解水制氢：加大对高性能电解槽的研发投入，提高电解槽效率的、稳定性和使用寿命。例如，开发新型的质子交换膜、催化剂和 bipolar plates 等关键材料和部件，降低电解槽的内阻和过电位，提高电解效率。此外，优化电解水系统的整体设计和集成，提高系统的能源利用效率，降低制氢成本。同时，加强与可再生能源的耦合，如建设风光一体化电解水制氢示范项目，实现可再生能源的高效转化和存储，提高氢能生产的可持续性。

- 光催化分解水制氢：深入研究光催化剂的制备和改性，提高光催化剂的光吸收性能、光生载流子分离效率和稳定性，扩大光催化分解水制氢的光谱响应范围，提高制氢效率。例如，通过掺杂、复合等方式对传统的光催化剂如 TiO₂进行改性，研制新型的光催化剂材料。此外，探索高效的光反应器设计，提高光的利用率和反应器的传质传热性能，推动光催化分解水制氢技术的实用化进程。

- 探索新型制氢技术：

- 生物制氢：加强对微生物制氢和光合生物制氢等生物制氢技术的研究，筛选和培育高效的产氢微生物菌株，优化发酵工艺条件，提高生物制氢的效率和产量。例如，通过基因工程手段改造微生物的代谢途径，提高其产氢能力。同时，探索利用有机废弃物作为生物制氢的原料，降低制氢成本，实现废弃物资源化利用。

- 核能制氢：在确保核安全的前提下，开展核能制氢技术的研究和开发，探索利用核反应堆产生的高温热量进行热化学制氢或电解水制氢，提高制氢的规模和效率，为未来氢能的大规模生产提供一种潜在的途径。

氢能储存技术的完善

- 提升高压气态储氢技术：

- 提高储氢压力和瓶体性能：进一步提高高压储氢瓶的工作压力，如开发 70MPa 甚至更高压力等级的 IV 型储氢瓶，同时优化瓶体的材料和结构设计，采用高强度、高韧性、轻质的碳纤维等复合材料，降低储氢瓶的重量和成本，提高储氢密度和安全性。

- 发展新型储氢瓶口组合阀：突破 70MPa 以上 IV 型瓶瓶口组合阀的关键技术，提高阀门的密封性能、可靠性和耐久性，确保储氢系统的安全性和稳定性。

- 完善液氢储存技术：

- 降低液氢储存成本：加大对大规模氢气液化技术与成套技术装备的研发投入，提高氢液化系统的效率和稳定性，降低液氢生产的能耗和成本。例如，研发高效的氢透平膨胀机、高活性的催化剂等关键设备和材料，优化液化工艺流程。

- 提高液氢储罐性能：研制低漏热、高储重比的移动式液氢容器和大型固定式球形液氢储罐，采用先进的绝热技术和材料，如真空多层绝热、纳米气凝胶等，降低液氢的蒸发损失，提高液氢储罐的储存效率和安全性。

- 推进固态储氢技术发展：

- 研发高性能储氢材料：深入研究镁基、镧镍基、钛铁基等储氢合金材料的性能优化，提高其储氢容量、吸放氢速率、循环稳定性和抗粉化性能。同时，探索新型的固态储氢材料，如金属有机框架材料（MOFs）、共价有机框架材料（COFs）、富勒烯等纳米储氢材料，挖掘其储氢潜力。

- 优化固态储氢系统设计：设计合理的固态储氢装置结构，解决储氢材料与氢气之间的传质传热问题，提高固态储氢系统的储氢密度和充放氢效率。例如，采用多层结构、复合材料等方式，提高储氢系统的整体性能。

氢能运输技术的完善

- 构建多元化的氢能运输体系：

- 气态氢运输：在短距离、小规模的氢气运输中，继续优化长管拖车运输方式，提高运输效率和安全性。例如，采用大型化、轻量化的管束容器，增加单次运输量，降低运输成本。同时，加强长管拖车的运行管理和维护，确保运输中的过程安全。对于中长距离的氢气运输，加快建设和完善氢气管道网络，提高管道输氢的效率和经济性。在管道建设方面，开展管道材料、施工技术、安全监测等方面的研究，降低管道建设和运营成本，提高管道的可靠性和安全性。

- 液态氢运输：随着液氢技术的发展，逐步推广液氢槽车运输和液氢船舶运输等方式，特别是对于长距离、大规模的氢气运输，液氢运输具有较高的效率和经济性。例如，建设液氢生产、储存和运输一体化的示范项目，积累液氢运输的经验，完善液氢运输的标准和规范。

- 固态储氢载体运输：利用固态储氢材料的高储氢密度和安全性优势，开展固态储氢载体的运输示范项目，如使用氢化物储。