氢能源（氢气）如何储存？

关键词：氢能源；储存；新能源汽车

在较瘦刘观能源上一篇关于氢能源（氢气）从哪里来中已近探讨了一些氢能源（氢气）获取方法，同时也给出了一个典型的太阳能-氢能的方案。今天我们就来谈谈氢能源（氢气）如何储存？

氢能体系主要包括氢能源（氢气）的生产、储存和运输、应用三个环节。而氢能源（氢气）的储存是关键，也是目前氢能应用的主要技术难点。广大网友都知道氨气检测仪，所有化学元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为水的密度的万分之一。在负252.7℃时，为液体，密度为仅为水的十五分之一。所以，氢能源（氢气）可以储存，但是很难高密度地储存。下面介绍几种常见的储存方法：

储氢方法

对储氢系统的要求很多，最重要的是高储氢密度。衡量氢气储运技术先进与否的主要指标是单位质量储氢密度，即储氢单元内所储氢质量与整个储氢单元的质量(含容器、存储介质材料、阀及氢气等)之比。

上图介绍的1.气体储氢法，氢气可以像天然气一样使用巨大的水密封储罐用低压储存，该方法适合大规模储存气体时使用，由于氢气的密度太低，所以应用不多2.液体储氢法通过氢气 绝热膨胀而生成的液氢也可以作为氢的储存状态；3.固体氢储存，研究发现，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。

液氢储罐结构

上面三种储氢方法是目前实际应用的主流，特别是高压储氢方法应用最为广泛。但是，都没有达到美国能源部的最低储氢要求。所以，科学家正在积极探索新的储氢方法，例如玻璃微球储氢、无机物储氢、高压及液氢复合技术、储氢合金与高压复合技术以及地下岩洞储氢、石墨烯储氢等等。

各类储氢材料的质量和体积储氢密度对比

由于固态氢化物依靠特定的低成本的金属单质或合金材料，体积和重量储氢密度高，虽然目前的固态储氢材料在储氢量、吸放氢速率和温度、循环效率等方面和应用需求还存在一定距离，但其储存成本低，安全性高、易于保存和运输氢气，因此受到了各界的广泛关注。

早期固态储氢可以将氢原子储存于固体材料晶格中的的四面体或八面体空隙，这种方式所形成的固态氢化物通常能够在常温常压下高密度地储存氢气。为了应用于工作温度８０－９０°Ｃ的质子交换膜燃料电池，第一代固体储氢材料是基于ＬａＮｉ５的合金家族，这些合金可以提供比液化氢气更高容量的存储密度。其类似于许多过渡金属的氢化物氢气，氢原子是简单地”插入”到晶格点阵的间隙当中，晶格原子对氢的束缚很弱，导致其具有优异的吸氢和释氢动力学。因此，这些合金曾经是固态储氢领域的明星材料。近年来，具有高的储氢容量的铝、镁、硼基氢化物得到了较广泛的关注，成为了固态氢化物储氢的研究热点。

储氢技术是氢能应用的必须克服的难关。储氢材料吸放氢的过程就是储氢材料与氢的可逆循环反应，涉及材料多孔界面微区的传热、传质，氢分子、氢原子的动态激发及其能级跃迁，情况较复杂，由于受测试仪器精度的限制，许多过程机理尚不清楚。为了提高储氢材料的性能，使之早日实用化，目前有必要抓紧基础理论的研究氢气，开拓全新的储氢方法柴油报警器，走向“柳暗花明又一村”的新境界。

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