导读
在当今全球能源转型的大潮中，氢能作为清洁能源的璀璨明星，正引领着新一轮绿色能源的发展。氢农业是农业领域新兴的生产力，其与储氢材料的密切关系，正逐步成为科研界和产业界关注的焦点。
氢在农业中的运用形式主要包括直接将直接利用气态氢气或将氢气溶解在液体中使用。早期加拿大科学家的田间试验发现，直接使用将气态氢气灌入土壤中，能提高多种作物的产量。但是实践中发现，此方法对安全性有较高的要求、限制较多；在土壤中通入氢气的消耗量大，甚至可能存在成本和收益倒挂的现象。
在目前氢农业的生产实践过程中，浇灌富氢水是一种方便且安全的使用方式。制备富氢水时，氢气的来源可以是传统上的电解制氢或钢瓶储存的氢气，也可以在特定条件下产生氢气的固态储氢材料。例如可以与水反应缓慢释放氢气的固态储氢材料，既可以用来制备富氢水，同时也可以直接作为氢源为农作物提供氢。因其储氢量大、释氢时间长、便于与现有农业生产系统有机耦合等特点，固态储氢材料与传统富氢水在应用端形成初步的良好互补发展趋势。
从传统的金属氢化物到先进的纳米多孔材料，再到复合储氢体系，每一次材料的革新都极大地推动了氢能应用的步伐。上海交通大学氢科学中心丁文江院士团队自主研发的新型镁基固态储氢材料，以及团队成员何前军教授（国家杰青）研发的多种纳米储氢材料具有质量轻和放氢可控的优良性能，在空气中非常稳定，便于储存和运输，结合水肥系统在氢农业生产中具有初步的应用前景。
当然，类似于其他供氢方式，不同产氢材料的适用环境也受到作物种类（对氢气的敏感性及对水分的需求）、土壤（酸碱度、元素及微生物群落组成）及水肥条件的制约。我国国土幅员辽阔，在960万平方公里的土地上存在十多种土壤。例如，红壤是我国南方地区的重要土壤类型之一，具有酸性强、肥力较低的特点，由红壤衍生的赤红壤及红黄壤等也具有类似的特点。中国北方则以棕壤为主，土层较厚，质地比较粘重，表层有机质含量较高，呈微酸性反应，而在滨海地区和干旱地区，较易发生土壤盐碱化现象。东北地区的土壤有机质和腐殖质的积累量多，是比较肥沃的森林土壤，土壤呈中性、微碱性反应。因此，理想的储氢材料不仅需要具备高储氢容量、快速吸放氢能力，还需考虑其环境友好性、经济性和与农业应用场景的兼容性，尤其是指出的是：理想的储氢材料要与当地土壤相匹配，例如酸碱度以及材料中金属元素等。
总之，可以安全、高效地储存和运输氢气的储氢材料在一定程度上解决了氢气易燃易爆、难以长期保存的难题。在氢农业中，通过将储氢材料嵌入肥料中，实现氢气的缓慢释放，促进作物吸收氮磷钾等营养元素，有望减少传统化肥的依赖，降低环境污染；同时结合物联网技术，储氢材料可用于设计智能灌溉系统，在灌溉水中加入适量氢气，既满足作物水分需求，又促进作物生长，提高水资源利用效率。
随着全球对食品安全、环境保护和可持续发展的日益重视，氢农业与储氢材料结合的新型农业技术拥有巨大的市场潜力。政府和私营部门对绿色农业技术的投资不断增加，消费者对有机、无污染农产品的需求持续增长，都为这一领域的发展提供了强大的动力。
总体看，随着储氢材料性能的不断提升和成本的逐步下降，氢农业技术的经济性将更加凸显，这一领域未来的经济价值和发展前景值得期待。
来源丨氢奢农业
