运1吨氢就要运10吨罐子的囧境，先进储氢技术来打破

随着油气资源的日益匮乏以及人们日益增长的能源需求及日益严峻的环境问题，发展、使用高效、清洁、可持续使用的能源成为21 世纪人类面临的首要问题。
氢气作为一种清洁、安全、高效、可再生的能源，是人类摆脱对“三大能源”依赖的最经济、最有效的替代能源之一。
储氢技术作为氢气从生产到利用过程中的桥梁，是指将氢气以稳定形式的能量储存起来，以方便使用的技术。
氢气的质量能量密度约为120 MJ/kg，是汽油、柴油、天然气的2.7 倍，然而，288.15 K、0.101 MPa 条件下，单位体积氢气的能量密度仅为12.1 MJ。
因此，储氢技术的关键点在于如何提高氢气的能量密度。常以氢气的质量密度，即释放出的氢气质量与总质量之比，来衡量储氢技术的优劣。
美国能源局DOE 要求2020 年国内车载氢能电池的氢气质量密度须达到4.5%，2025 年达到5.5%，最终目标是6.5%。
同时，氢气为易燃、易爆气体，当氢气浓度为4.1%～74.2%时，遇火即爆。因此，评价储氢技术优劣时，还须考虑安全性。
一项技术的使用，还须考虑经济性、能耗以及使用周期等因素。为了寻求兼顾储氢密度、安全性、成本、使用期限等因素的储氢技术，各国学者对其进行了系列研究。
按储氢的原理分为物理储氢、化学储氢与其它储氢。本文围绕这3 大类储氢技术，对其研究现状进行综述，并探讨了未来储氢技术的发展方向。
1 物理储氢技术
物理储氢技术是指单纯地通过改变储氢条件提高氢气密度，以实现储氢的技术。该技术为纯物理过程，无需储氢介质，成本较低，且易放氢，氢气浓度较高。主要分为高压气态储氢与低温液化储氢。
1.1 高压气态储氢技术
高压气态储氢技术是指在高压下，将氢气压缩，以高密度气态形式储存，具有成本较低、能耗低、易脱氢、工作条件较宽等特点，是发展最成熟、最常用的储氢技术。
然而，该技术的储氢密度受压力影响较大，压力又受储罐材质限制。因此，目前研究热点在于储罐材质的改进。
ZUTTEL 等发现氢气质量密度随压力增加而增加，在30～40 MPa 时，增加较快，当压力大于70 MPa 时，变化很小。因此，储罐工作压力须在35～70 MPa。
目前，高压储氢储罐主要包括金属储罐、金属内衬纤维缠绕储罐和全复合轻质纤维缠绕储罐。
1.1.1 金属储罐
采用性能较好的金属材料（如钢）制成，受其耐压性限制，早期钢瓶的储存压力为12～15 MPa，氢气质量密度低于1.6%。
近年来，通过增加储罐厚度，能一定程度地提高储氢压力，但会导致储罐容积降低，70 MPa 时的最大容积仅300 L，氢气质量较低。对于移动储氢系统，必将导致运输成本增加。
由于储罐多采用高强度无缝钢管旋压收口而成，随着材料强度提高，对氢脆的敏感性增强，失效的风险有所增加。
同时，由于金属储氢钢瓶为单层结构，无法对容器安全状态进行实时在线监测。因此，这类储罐仅适用于固定式、小储量的氢气储存，远不能满足车载系统要求。