2．低温液态储氢

低温液态储氢技术是将氢气压缩后冷却到－253℃以下，使之液化并存放在绝热真空储存器中。与高压气态储氢相比，低温液态储氢的质量和体积的储氢密度都有大幅度提高，通常低温液态储氢密度可以达到5．7％。仅从质量和体积储氢密度分析，运输能力是高压气态氢气运输的十倍以上。

低温液态储氢技术应用还存在一些难题有待解决。首先是液化耗电量大，把气态的氢变成液态的氢较难，液化1千克氢气就要消耗10－13千瓦时的电量。其次，为了能够稳定的储存液态氢，需要耐超低温和保持超低温的特殊容器，该容器需要抗冻、抗压，且必须严格绝热。因此，这种容器除了制造难度大，成本高昂之外，还存在易挥发、运行过程中安全隐患多等问题。

图4 液氢储罐和储存系统结构图示

液氢储运是当前的研发重点，日、美、德等国已将液氢的运输成本降低到高压氢气的八分之一左右。日本企业为了支撑液氢供应链体系的发展，解决液氢储运方面的关键性技术难题，投入了大量研发，推出的产品大多已经进入实际检验阶段，如日本企业开发的大型液氢储运罐，通过真空排气设计保证了储运罐高强度的同时实现了高阻热性。

目前，低温液态储氢已应用于车载系统中，在全球的加氢站中有较大范围的应用。但是在车载系统中的应用不成熟。液氢加氢站在日本、美国及法国市场比较多，目前全球大约有三分之一以上的加氢站是液氢加氢站。

虽然如此，但我国的液氢工厂仅为航天火箭发射服务，受法规所限，还无法应用于民用领域。并且，受限于技术没有成熟，国内的应用成本很高。航天101所在液氢的制备、储运、应用上都有成熟的经验，国富氢能和中科富海也在尝试推广低温液氢技术在民用领域的应用。相关部门正在研究制定液氢民用标准，车用液氢技术研究正在进行中，未来液氢将应用在一些长途、重型商用车，以及加氢站中。

3．储氢材料储氢

储氢材料主要可分为物理吸附类材料、金属合金氢化物材料、络合化学氢化合物材料、液态有机储氢材料等。碳质材料等物理吸附材料只能在较低温度下有足够的储氢密度，常温常压下其吸氢量远远低于商用储氢指标，并且制备碳纳米材料技术尚不成熟；络合化学氢化物储氢密度较高，但材料的加氢／脱氢的可逆性、加氢／脱氢过程的副反应等都是亟待解决的重要问题。所以目前在众多储氢材料中最有望突出重围的是金属合金氢化物材料和液态有机储氢材料。

图5储氢材料的分类

（1）金属合金储氢材料

金属氢化物储氢是利用过渡金属或合金与氢反应，以金属氢化物形式吸附氢，然后加热氢化物释放氢。当金属单质作为储氢材料时，能获得较高的质量储氢密度，但释放氢气的温度高，一般超过300℃。稀土类化合物（LaNi5）、钛系化合物（TiFe）、镁系化合物（Mg2Ni）以及钒、铌、镐等金属合金等都是合适的金属储氢材料，能有效克服高压气态和低温液态两种储氢方式的不足，且储氢体积密度大、安全性高、成本低等。

目前崭露头角的金属储氢燃料电池企业代表有镁源动力、佳华利道等。镁源动力在国内率先实现了镁基储氢材料的产业化，推动镁基储氢材料在储运氢系统和固定式电源、专业级无人机等的应用，并与加氢站建站企业合作进行镁基固态储氢车的研发。佳华利道与飞驰客车合作，成功研制出全国首台低压储氢燃料电池公交车，该公交车的车载储氢设备采用固态合金储氢技术，且其参与的全球首座低压加氢站于2019年7月在辽宁葫芦岛投入运营。传统的稀土类储氢材料企业有北京浩运金能和厦门钨业等，这两家也是国内少数进入了混合动力汽车（HEV）电池供应链的储氢材料生产企业。

（2）有机液态储氢材料

有机液体储氢技术的发展在国外如日本，由政府主导，8个部门一起协作，诸多知名公司如日本岩谷、丰田等都在积极参与，目前在储氢载体的选择上进展缓慢。

在中国已有所成就，代表是以普林斯顿大学归国博士程寒松教授为技术核心的武汉氢阳，选用的有机液态储氢材料为乙基咔唑。

2017年，中国扬子江汽车与氢阳能源联合开发了一款城市客车，利用有机液体储氢技术，加注30L的氢油燃料，可行驶200km。2019年3月1日，湖北宜都氢阳新材料有限公司储氢材料项目一期工程正式投产，生产出第一批常温常压下液体储氢材料。宜都系氢阳能源储氢材料的生产基地，一期工程的建成投产标志着有机液态储氢技术产业化迈出了实质性一步，为该技术的规模化推广奠定了基础。

图6．不同储氢技术比较，来源：香橙会研究院