低温液态储氢属于物理储存，是一种深冷氢气存储技术。氢气经过压缩后，深冷到 21K
（约-253°C）以下，使之变为液氢，然后存储到特制的绝热真空容器(杜瓦瓶)中。该方式
的优点是氢的体积能量高，液氢密度达到 70.78kg/m3，是标准情况下氢气密度的 850 倍
左右，即使在高压下，例如 80MPa 复合高压储氢的体积储氢密度约为 33kg/m3，也远远
低于液氢的体积储氢密度。但是液氢的沸点极低（
-252.78°C），与环境温差极大，对储氢
容器的绝热要求很高。对于大规模、远距离的氢能储运，低温液态储氢有较大优势。
低温液氢生产流程图
低温液氢的存储技术关键在于液氢储罐。液氢的体积密度大、质量储氢效率比其他储
氢形式都大，但是沸点低（
20.3K）、潜热低、易蒸发，因此液氢的存储需使用具有良好绝
热性能的液氢储罐。液氢储罐有多种类型，根据其使用形式可分为 1）固定式：固定式液
氢储罐可采用多种形状，常用的包括球形储罐和圆柱形储罐，一般用于大容积的液氢存储；
2）移动式：由于移动式运输工具的尺寸限制，移动式液氢储罐厂采用卧式圆柱形，结构、
功能与固定式液氢储罐并无明显差别，但需具有一定抗冲击强度，以满足运输过程中的速
度要求；3）罐式集装箱：液氢罐式集装箱与液化天然气罐式集装箱类似，可实现液氢工厂
到液氢用户的直接储供，减少了液氢转注过程的蒸发损失，且运输方式灵活。按照绝热方
式可分为普通堆积绝热和真空绝热两大类。低温液氢存储的研究热点是无损储存，无损储
存的关键在于液氢储罐绝热性能的提升：由传统的被动绝热方式向主动绝热技术转变，将
更低导热率、更高低温性能的材料应用于液氢储罐。因此，我们认为大容积、低蒸发率液
氢储罐的研发是液氢存储技术发展的重要方向
大型液氢球型储罐
LNG 罐式集装箱
我国低温液氢目前尚处于起步阶段，主要应用于航天航空领域。氢的能量密度高，是
普通汽油的 3 倍，这意味着燃料的自重可降低 2/3，这对飞机来讲是极为有利的。与常用
的航空煤油相比，用液氢作航空燃料，能够大幅改善飞机各类性能参数。液氢燃料在航天
领域是一种难得的高能推进剂燃料，氢氧发动机的推进比冲 I=391s，除了有毒的液氟外，
液氢的比冲是最高的，因此在航天领域得到重要应用。此外，液氢由于能够大幅提高氢气
的纯度，在液氢温度下，氢气中绝大多数有害杂质将被固化去除，从而得到纯度达 99.9999%
以上的超纯氢气，完全能够满足氢燃料电池的使用标准。此外，液氢还可应用在高端制造、
冶金、电子等产业领域，但由于目前低产能导致的液氢成本过高，除了航空航天领域，在
其他领域基本处于空白阶段。
技术封锁严重限制我国液氢的发展，期待技术突破带动产业化放量。液氢是未来氢能
源大规模应用的重要解决方案，能够使下游用户既便宜又便捷地使用氢能源。美国、欧洲、
日本从液氢的储存到使用，包括加氢站全部都有了比较规范的标准和法规，液氢发展产业
链比较完备，因此国外将近有 1/3 的加氢站为液氢加氢站。作为液氢生产大国的美国一直
对中国采取“严格禁运，严禁交流”的策略，同时还限制其同盟国的公司，例如法液空、
林德公司等向中国出售设备和技术。国内之前还存在技术标准和政策规范缺失的问题，但
在 2021 年 5 月，我国国家标准委正式发布了三项有关液氢的国家标准，这意味着我国液
氢产业的发展终于有法可依，涉足民用液氢领域的企业正逐步增多。国内目前液氢的问题
主要是成本高，关键设备和系统仍依赖进口，成本过高也导致了目前民用液氢工厂较少，
多为示范应用工程。国内的大型氢液化装置主要需要突破低温氢工况材料选用，氢、氦透
平膨胀机研制和正仲氢转化催化剂等技术难题，随着未来技术突破，大型氢液化装置的国
产化将快速推进液氢成本下降。
有关液氢的三项国家标准
