固态储氢：尚处示范阶段
固态储氢是指利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢气储存在固体材料
当中。固态储氢一般可以做到安全、高效、高密度。根据固态材料储氢机制的差异，主要
可将储氢材料分为物理吸附型储氢材料、金属氢化物基储氢合金，复杂氢化物等。目前在
所有固态储氢材料中，研究最集中、最广泛，目前也最具有实用化前景的是金属氢化物基
储氢合金。
固体储氢材料分类
金属氢化物储氢未来潜力巨大，尤其适合燃料电池汽车上使用。金属氢化物是金属合
金与氢发生可逆反应时生成的一类氢化物，以金属氢化物形式吸附氢，然后加热氢化物释
放氢。在实际储氢应用中要求金属氢化物在数千个循环中保持其反应性和容量。因此金属
氢化物种类很多，但只有少数适用于储氢应用。目前金属氢化物的主要研究方向为 LaNi5、
Mg2Ni 和 FeTi 等金属氢化物的改性。金属氢化物储氢具有储氢体积密度大、操作容易、
运输方便、成本低、安全性好、可逆循环好等优点，但是质量效率低，如果质量效率能够
有效提高的话，这种储氢方式非常适合在燃料电池汽车上使用，未来潜力较大。
物理吸附储氢仍处实验室阶段。物理吸附储氢是利用微孔材料物理吸附氢分子，依靠
氢气分子与储氢材料间较弱的范德华力进行储氢的一种方式。其在特定条件下对氢气具有
良好的、可逆的热力学吸附、脱附性能。这类储氢方式所使用的储氢材料具有高比面积、
低温储氢性能好等优势，但是常温或高温储氢性能差的缺点也制约了物理吸附储氢的发展。
目前大量的多阔材料包括多孔炭、沸石、金属有机骨架等，都一直被人们认为是不错的储
氢介质。其中多孔碳基材料比表面积和孔容较高，化学稳定性和热稳定性好且密度低，更
重要的是可用来重复存储，所以备受关注。碳质材料吸附储氢，是近年来根据吸附理论发
展起来的储氢技术，是指用碳质材料作为储氢介质的吸附储氢。美国能源部专门设立了研
究碳质材料储氢的财政资助。我国也将高效储氢的纳米碳质材料研究列为重点研究项目。
一些典型碳材料的储氢性能
固态储氢已有示范应用，未来广泛的场景应用可期。近年来，关于固态储氢出现了众
多示范项目，以固态储氢为能源供应的大巴车、卡车、冷藏车、备用电源等在我国相继问
世。世界各国在固态储氢应用和新型储氢材料的研发上取得了诸多进展，成熟的储氢材料
已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用，德国 HDW 公司甚至
将开发的 TiFe 系固态储氢系统用于燃料电池 AIP 潜艇中。