儲氫技術作為氫氣從生產到利用過程中的橋梁，指將氫氣以穩定形式的能量儲存起來。考慮到氫氣為易燃、易爆氣體，儲氫技術還須考慮安全性、經濟性、能耗以及使用周期等因素。一般按儲氫的原理分為物理儲氫、化學儲氫與其它儲氫。

表：氫氣主要儲存方式、優缺點、應用

資料來源：中國氫能聯盟，《儲氫技術研究現狀及展望》（李璐伶等），東海證券研究所

一、物理儲氫技術

物理儲氫技術主要分為高壓氣態儲氫與低溫液化儲氫，是指單純地通過改變儲氫條件提高氫氣密度，以實現儲氫的技術。該技術為純物理過程，無需儲氫介質，成本較低，且易放氫，氫氣濃度較高。

① 高壓氣態儲氫技術是指在高壓下將氫氣壓縮，以高密度氣態形式儲存，具有成本較低、能耗低、易脫氫、工作條件較寬等特點，是發展最成熟、最常用的儲氫技術。氫氣質量密度隨壓力增加而增加，壓力又受儲罐材質限制，目前高壓儲氫儲罐主要包括金屬儲罐、金屬內襯纖維纏繞儲罐和全復合輕質纖維纏繞儲罐。

2022 年北京冬奧會部分氫燃料電池大巴車使用的鋁內膽碳纖維全纏繞型儲氫罐（70MPa），滿足了燃料電池車對儲氫罐的輕量化、高壓力、大容量的需求。中材科技、京城股份等公司已能量產此類高壓儲氫瓶，75MPa 的儲氫瓶尚在研發中。

② 低溫液化儲氫技術是利用氫氣在高壓、低溫條件下液化，體積密度為氣態時的 845 倍的特點，實現高效儲氫，其輸送效率大幅高于氣態氫，但需要突破液氫在存儲過程中保溫與儲氫密度的矛盾、承擔儲氫過程中氫氣氣化造成的 1%左右的損失以及保溫過程中相當于液氫質量能量 30%的損耗。

二、化學儲氫技術

化學儲氫技術主要包括有機液體儲氫、液氨儲氫、配位氫化物儲氫、無機物儲氫與甲醇儲氫，是利用儲氫介質在一定條件下能與氫氣反應生成穩定化合物，再通過改變條件實現放氫的技術。

① 有機液體儲氫技術基于不飽和液體有機物在催化劑作用下進行加氫反應，生成穩定化合物，當需要氫氣時再進行脫氫反應。但面臨配備裝置成本較好、氫氣純度較低、高溫脫氫條件下致催化劑結焦失活等缺點。

② 液氨儲氫技術是指將氫氣與氮氣反應生成液氨，作為氫能的載體進行利用。液氨存儲條件遠遠緩和于液氫，可以直接利用丙烷的技術基礎設施，設備投入較低，是最具前景的儲氫技術之一。2022 年德國與阿聯酋合作開發液氨-氫氣技術，日本重點研發液氨技術以期為氫尋找更好的載體。

③ 配位氫化物儲氫利用堿金屬與氫氣反應生成離子型氫化物，在一定條件下，分解出氫氣。作為一種極具前景的儲氫材料，低溫放氫性能技術，針對這類材料的回收、循環、再利用等技術還需要進一步研究開發。

④ 無機物儲氫材料基于碳酸氫鹽與甲酸鹽之間相互轉化，實現儲氫、放氫。該方法便于大量的儲存和運輸，安全性好，但儲氫量和可逆性都不是很理想。

⑤ 甲醇儲氫技術是指將一氧化碳與氫氣在一定條件下反應生成液體甲醇，作為氫能的載體進行利用。在一定條件下，甲醇可分解得到氫氣，用于燃料電池。同時，甲醇還可直接用作燃料，儲存條件為常溫常壓，且沒有刺激性氣味。甲醇儲氫、液氨儲氫是目前頗具期待的儲氫技術，擁有減少成本端投入，實現大規模生產，降低運輸風險等優勢。

三、其它儲氫技術

1、吸附儲氫是利用吸附劑與氫氣作用，實現高密度儲氫，主要包括材料金屬合金、碳質材料、金屬框架物等。

① 金屬合金儲氫是指利用吸氫金屬 A 與對氫不吸附或吸附量較小的金屬 B 制成合金晶體，在一定條件下，金屬 A 作用強，氫分子被吸附進入晶體，形成金屬氫化物，再通過改變條件，減弱金屬 A 作用，實現氫分子的釋放。但缺點是需要在高溫下進行加氫、脫氫。

② 碳質材料由于具有較大的比表面積以及強吸附能力，氫氣質量密度普遍較高。同時，碳質材料還具有質量輕、易脫氫、抗毒性強、安全性高等特點。目前 35~75MPa 的儲氫瓶內部材質主要是碳纖維。國內主要公司有中材科技、亞普股份、京城股份等。

③ 金屬有機框架物（MOFs）又稱為金屬有機配位聚合物，其是由金屬離子與有機配體形成的具有超分子微孔網絡結構的類沸石材料。可通過改性有機成分加強金屬與氫分子的相互作用，具有儲氫量較大、產率高、結構可調、功能多變等特點，但需要在高溫條件下操作。未來突破空間在如何提高常溫、中高壓條件下氫氣質量密度。

2、水合物法儲氫技術是指將氫氣在低溫、高壓的條件下，生成固體水合物進行儲存。由于水合物在常溫、常壓下即可分解，因此，該方法脫氫速度快、能耗低，同時，其儲存介質僅為水，具有成本低、安全性高等特點。儲存介質有Ⅱ型水合物、I 型水合物、H 型水合物、半籠型水合物，但由于儲氫密度較低，還達不到實用要求，還需要進一步研究。

來源：東海證券研究所

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：儲氫技術的原理及現狀簡析