12月22日,工信部發(fā)布了關(guān)于發(fā)布重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2024年版)的通告。
文件指出,《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2024年版)》自2024年1月1日起實(shí)施。《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2021年版)》(工信部原函〔2021〕384號)同時(shí)廢止。
相較于2021年版,2024年版氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)新材料存在以下不同點(diǎn):
1、2024年版多了2中氫能產(chǎn)業(yè)新材料。2024年版指導(dǎo)目錄包含氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)新材料共7種,2021年版則為5種,相較于2021年版,2024年版多了大規(guī)格高性能鋁合金儲氫管材、堿性電解水制氫用復(fù)合隔膜、有機(jī)液儲氫材料(二芐基甲苯、全氫二芐基甲苯)三種新材料,少了燃料電池全氟質(zhì)子膜材料。其中燃料電池全氟質(zhì)子膜于2019年首次登上工信部《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》,2021年版延續(xù)上榜。
2、AB 型稀土儲氫合金材料內(nèi)容改變。AB 型稀土儲氫合金材料已連續(xù)上榜多個(gè)版本的指導(dǎo)目錄,而2024年版 AB 型稀土儲氫合金材料較2021年版少了AB5 型稀土儲氫合金材料,且延續(xù)上榜的2024年版 A2B7 型儲氫合金材料對固態(tài)儲氫裝置應(yīng)用場景設(shè)置了長周期(循環(huán) 2000 周)指標(biāo)。
3、更多材料(尤其是金屬材料)設(shè)置了氫相關(guān)指標(biāo)。2024年版除了延續(xù)對海洋工程裝備用鋼、汽車用高強(qiáng)韌成形鋼等材料設(shè)置了氫脆標(biāo)準(zhǔn),芯片用 5N5 超純鋁及鋁合金鑄錠等材料也對其含氫量做了標(biāo)準(zhǔn)。
詳情如下所示:
一、氫能產(chǎn)業(yè)新材料
(一)先進(jìn)基礎(chǔ)材料
1、先進(jìn)有色金屬
(1)高性能鋁合金管材
大規(guī)格高性能鋁合金儲氫管材:抗拉強(qiáng)度≥310MPa,屈服強(qiáng)度≥264MPa,延伸率≥12%,超聲波符合 A 級,循環(huán)打壓 1 萬次以上。
(二)關(guān)鍵戰(zhàn)略材料
1、高性能纖維及復(fù)合材料
(2)儲氫氣瓶用碳纖維復(fù)合材料
車船用燃料電池氫氣瓶:工作壓力≥35MPa,使用壽命 10~15 年,質(zhì)量儲氫密度 4.0%;
無人機(jī)用燃料電池氫氣瓶:工作壓力≥35MPa,使用壽命 5 年,質(zhì)量儲氫密度 7.0%。
2、稀土功能材料
(3)AB 型稀土儲氫合金
A2B7 型儲氫合金:用于鎳氫電池,儲氫初始容量≥390mAh/g(室溫 0.2C 充/放 1~5 周),循環(huán) 300 次容量保持率為 92%以上(室溫 1C 充/放,120%過充,100%DOD),溫區(qū)寬度-40~80℃(極限溫度容量保持率≥50%);用于固態(tài)儲氫裝置,最大儲氫容量≥1.8wt%,循環(huán) 2000 周后儲氫容量保持率為 80%,工作溫區(qū)-40~80°C(極限溫度容量保持率大于 50%)。
3、先進(jìn)半導(dǎo)體材料和新型顯示材料
(4)特種氣體
ppb 級超高純氫氣(PH2):N2≤1ppbv,O2≤1ppbv,H2O≤1ppbv,CO≤1ppbv,CO2≤1ppbv,THC≤1ppbv,Particle≤1ppbv
4、新型能源材料
(5)氫能源燃料電池用柔性石墨雙極板
密度≥1.9g/cm3,電導(dǎo)率≥100S/m,抗壓強(qiáng)度≥100MPa,腐蝕電流≤0.016mA/cm2,熱傳導(dǎo)系數(shù)≥10W/(m·K),抗彎強(qiáng)度≥50MPa,透氣率≤2×10-6cm3/scm2。
(6)堿性電解水制氫用復(fù)合隔膜
膜表面孔徑≤100nm;離子電阻(Ω·cm2,5bar)≤0.2;氣體滲透性(l/min.cm2,5bar)≤5;厚度≤400μm;電流密度 6000A/m2@2A,氧中氫≤1.5%。
(7)有機(jī)液儲氫材料(二芐基甲苯、全氫二芐基甲苯)
材料放氫后以二芐基甲苯形態(tài)存在,材料循環(huán) 100 次后質(zhì)量儲氫密度下降小于 2%,循環(huán) 600 次后質(zhì)量儲氫密度下降小于 5%;材料儲氫后全氫二芐基甲苯含量≥97wt.%;總氯(元素)含量≤5mg/kg,總硫(元素)含量≤2mg/kg,固體顆粒物≤20mg/kg,水含量≤20mg/kg。
二、其他材料的氫相關(guān)指標(biāo)
(一)先進(jìn)鋼鐵材料
1、船舶與海洋工程裝備用鋼
(1)海洋工程裝備用鋼
大規(guī)格高等級海洋工程系泊鏈:等級 R4S,直徑 150~200mm;屈服強(qiáng)度≥700MPa,抗拉強(qiáng)度 Rm≥960MPa,斷后伸長率A≥12%,斷面收縮率 Z≥50%,鏈體-20℃沖擊吸收能量值(KCV)≥56J,焊縫-20℃沖擊吸收能量值(KCV)≥40J,硬度≤HB330,心部和 R/3 處硬度相差不超過 15%,氫脆試驗(yàn) Z1/Z2≥0.85。
2、交通裝備用鋼
(2)汽車用高強(qiáng)韌成形鋼
連退鋼板、罩退鋼板:熱沖壓態(tài)(GBP5 拉伸試樣):屈服強(qiáng)度 Rp0.2≥1300MPa,抗拉強(qiáng)度≥2000MPa,延伸率≥5%;170℃涂裝回火后(最終零件使用狀態(tài),GBP5 試樣):屈服強(qiáng)度 Rp0.2≥1400MPa,抗拉強(qiáng)度≥1900MPa,延伸率≥5%;VDA 最大彎曲角≥50°;氫脆敏感性:試樣加載至彎曲應(yīng)力 100%材料屈服強(qiáng)度時(shí),浸泡在 0.1mol/LHCl 水溶液中 200 小時(shí)不開裂。
3、其他
(3)高性能焊接材料
船舶與海洋工程裝備用特種鋼板配套焊接材料:屈服強(qiáng)度≥690MPa,-40℃低溫沖擊吸收能量值≥69J,擴(kuò)散氫≤4mL/100g。
(二)關(guān)鍵戰(zhàn)略材料
1、先進(jìn)半導(dǎo)體材料和新型顯示材料
(4)芯片用 5N5 超純鋁及鋁合金鑄錠:純度 ≥ 99.9995%;氫含量≤ 0.08mL /100g;棒材合格率以水浸超聲探傷檢測為準(zhǔn),其中大于 0.8mm 缺陷為 0,每 600mm 長鑄錠 0.6~0.8mm 缺陷不超過 3 個(gè)。