日本制铁集团近期在东京国际水氢与燃料电池展(H2&FC EXPO)上展示了其在水氢社会建设中的核心材料技术。作为日本钢铁行业的**企业,日本制铁此次重点推介了支撑水氢基础设施的关键材料,旨在解决水氢能源在高压储存、低温运输及高效利用环节的技术瓶颈。
展会焦点产品HRX19是一种专为高压水氢环境设计的特种不锈钢。该材料在强度上较传统SUS316L钢材提升了约1.5倍,不仅实现了设备的轻量化与紧凑化,还允许管道进行薄壁化处理。通过扩大管道内径,HRX19显著提升了水氢流量,缩短了加注时间,这一特性对于需要大容量快速加注的商用巴士和卡车尤为关键。此外,HRX19通过优化镍成分设计,实现了**的抗氢脆性能,有效防止了水氢原子侵入金属内部导致的材料强度下降。
HRX19的另一大突破在于其卓越的焊接性能。作为目前唯一可应用于高压水氢场景且能保持焊接接头与母材同等强度及抗氢脆性的材料,它彻底改变了过去依赖螺栓连接的局限。焊接接合不仅降低了泄漏风险,还消除了螺栓松动检查等维护负担。得益于这些优势,HRX19已广泛应用于日本各地的水氢站,除移动站外,其在全国固定水氢站的采用率已高达约60%。
针对水氢运输环节,日本制铁还展示了耐极低温材料HYDLIQUID。由于气态水氢体积庞大,运输时需将其冷却至约零下253摄氏度液化。HYDLIQUID通过优化钒、铌及氮成分,在极低温环境下仍保持高韧性,且同样支持焊接加工。这两种材料分别覆盖了气态高压与液态低温两大核心场景,共同构成了水氢基础设施的材料基石。
材料性能的发挥离不开施工技术的配合。展会同期,高田工业所展示了配套的焊接工艺,通过内压控制法确保焊缝内壁平滑,并实现了无氧化皮的高质量焊接。测试表明,采用该工艺的接头在承受近180度弯曲时也不会开裂,进一步保障了水氢站的安全运行。目前,日本水氢基础设施虽在私家车领域普及率受限,但在巴士、出租车等固定路线运营领域正加速推进。
日本制铁通过展示从水氢制备、运输、储存到使用的全链条材料解决方案,凸显了其在氢能产业中的技术主导地位。对于中国而言,随着氢能产业进入规模化应用阶段,高压储氢容器与低温运输管道的材料可靠性将成为关键竞争点。国内企业可借鉴日本在材料成分优化与焊接工艺标准化方面的经验,加强产学研合作,攻克高压氢环境下材料脆化难题,构建自主可控的氢能供应链体系。
