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稀土储氢材料的研究始于20世纪60年代末,荷兰菲利普实验室最早发现LaNi5合金具有可逆吸放氢的特性。此后各国学者在该合金的基础开展了大量的研究工作,对稀土系储氢合金的组分和生产工艺进行了优化改进,开发出来一系列活化性能好、克容量高和循环寿命长的稀土储氢材料。稀土系储氢材料主要以镍和稀土金属为生产原料,通过真空感应熔炼炉进行规模化生产,使用的生产原料中有三分之一左右是轻稀土金属。而且目前产业化生产的稀土储氢材料绝大部分都已经去镨钕化,原料以储量最为丰富镧、铈元素为主,所以稀土储氢材料的市场应用量对推动中国轻稀土资源的充分利用起到至关重要的作用。
稀土储氢材料企业大部分集中在中国,国外企业主要集中在日本。主要企业包括日本。目前,产业化的储氢材料仍然是AB5系列,主要用于Ni/MH电池的负极材料。2006年,A2B7型储氢合金在日本实现产业化。稀土储氢材料下游应用主要集中于蓄热泵和镍氢电池。稀土储氢材料中使用到的稀土原材料主要是La、Ce等。在稀土储氢材料的成本构成中,稀土占比32.2%,其中镧为20.2%,铈占8%,钕占3%,镨占1%。按照目前储氢材料生产企业的产能,预计每年可消耗的轻稀土总量在7000吨左右,其中最主要的用途就是镍氢电池和蓄热泵。近年来镍、钴、稀土等主要原材料价格的大幅波动,导致储氢合金企业的经营难度日益加大,部分合金企业开始缩减产量。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国稀土储氢材料市场竞争策略及投资潜力研究预测报告》统计数据显示:2019年稀土矿开采总量控制指标为13.2万吨,同比增长10%。其中轻稀土112850吨,同比增长11.9%,重稀土19150吨,与去年持平。2019年增加的开采指标均为岩矿型稀土(轻),作为我国具有优势资源的离子型稀土(以中重为主)指标持平,侧面反映了主管部门对资源的差异化管理的思路。除此之外,因为部分有开采指标的企业由于环保等因素并未投产或满产,而且由于国内已经多年没有进行稀土采矿权的审批,有相当一部分稀土采矿权存在资源枯竭问题,导致实际产量难以达到指标下达量。2020年上半年稀土产量指标已经下达,为2019年全年额度的50%,预计2020年产量指标与去年持平,继续加强资源管控。稀土储氢材料下游应用主要集中于蓄热泵和镍氢电池。按照目前储氢材料生产企业的产能,预计每年可消耗的轻稀土总量在7000吨左右,其中最主要的用途就是镍氢电池和蓄热泵。
稀土储氢材料的发展与镍氢电池的发展是紧密相连的,在接下来的5-10年中,将大力发展超低自放电镍氢二池电池、HEV用高功率镍氢电池等。此外,燃料电池、稀土合金储氢罐等也有很大的应用前景。