日本制铁集团于2026年3月17日至19日在东京国际展览中心举办的“H2&FC EXPO水素·燃料电池展”上,集中展示了支撑氢能社会实现的关键材料技术。此次展会聚焦氢能产业链的“制、运、储、用”全环节,日本制铁通过展示其自主研发的高压水氢专用不锈钢“HRX19”及液氢专用材料“HYDLIQUID”,向行业传递了材料创新对氢能基础设施建设的核心支撑作用。
作为本次展会的核心亮点,HRX19不锈钢凭借高强度、耐氢脆和零泄漏三大特性,成为高压水氢输送领域的突破性材料。与传统的SUS316L材料相比,HRX19的强度提升了约1.5倍。这一性能优势不仅实现了设备的紧凑化与轻量化,更使得管道壁得以减薄。在保持内径扩大的同时,显著提升了氢气流速,从而缩短了商用车辆(如巴士、卡车)的加注时间,完美契合了大容量储罐对高压快速加注的严苛需求。
针对氢能行业普遍关注的“氢脆”难题,HRX19通过优化镍成分设计,实现了最高等级的抗氢脆性能。氢原子极小,易侵入金属内部导致材料脆化,而HRX19有效阻断了这一过程。尤为关键的是,HRX19是目前高压水氢用途中唯一支持焊接的材料。其焊接接头能保持与母材同等的强度和抗氢脆性,彻底改变了过去依赖螺纹连接的方式。这不仅降低了泄漏风险,还消除了因螺纹松动需定期紧固维护的负担,大幅提升了系统的安全性与可靠性。目前,HRX19已应用于日本全国约60%的固定式加氢站关键部位(不含移动站)。
在液氢运输领域,日本制铁展示了专为极低温环境设计的“HYDLIQUID”材料。由于气态氢体积庞大,运输效率低,行业普遍采用约零下253摄氏度的液化运输方案。HYDLIQUID通过优化钒、铌及氮成分,在极低温下依然保持高韧性,且同样具备焊接加工能力。与负责气态高压输送的HRX19不同,HYDLIQUID专注于解决液氢储运环节的材料挑战,两者共同构成了水氢基础设施的完整材料解决方案。
材料性能的发挥离不开施工技术的配合。展会现场,日本制铁联合高田工业所展示了配套的焊接技术。该工艺采用内压控制法,确保焊接内表面平滑,并实现了无氧化皮、无氢脆的“氧化自由”高品质焊缝。测试表明,即便在弯曲近180度的极端条件下,焊缝也未出现裂纹,充分验证了其在高压水氢环境下的卓越可靠性。
日本作为全球氢能技术领先者,其加氢站网络建设虽面临普及率挑战,但在巴士、出租车等固定路线运营领域已率先取得进展。此次展会清晰呈现了日本制铁如何通过材料革新,解决氢能从制备到应用全链条中的技术瓶颈,为行业提供了可复制的“材料+工艺”一体化范例。
日本在氢能材料领域的深耕表明,基础设施的突破往往始于基础材料的微观创新。对于中国氢能产业而言,随着加氢站建设加速,应重点关注耐氢脆、可焊接的高强材料研发,并同步提升焊接工艺标准,以解决当前储运环节的安全隐患,推动氢能从示范应用向规模化商用跨越。