2．低溫液態(tài)儲(chǔ)氫

低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)是將氫氣壓縮后冷卻到－253℃以下，使之液化并存放在絕熱真空儲(chǔ)存器中。與高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫相比，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫的質(zhì)量和體積的儲(chǔ)氫密度都有大幅度提高，通常低溫液態(tài)儲(chǔ)氫密度可以達(dá)到5．7％。僅從質(zhì)量和體積儲(chǔ)氫密度分析，運(yùn)輸能力是高壓氣態(tài)氫氣運(yùn)輸?shù)氖�倍以上�?/p>

低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)應(yīng)用還存在一些難題有待解決。首先是液化耗電量大，把氣態(tài)的氫變成液態(tài)的氫較難，液化1千克氫氣就要消耗10－13千瓦時(shí)的電量。其次，為了能夠穩(wěn)定的儲(chǔ)存液態(tài)氫，需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，該容器需要抗凍、抗壓，且必須嚴(yán)格絕熱。因此，這種容器除了制造難度大，成本高昂之外，還存在易揮發(fā)、運(yùn)行過(guò)程中安全隱患多等問(wèn)題。

圖4 液氫儲(chǔ)罐和儲(chǔ)存系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示

液氫儲(chǔ)運(yùn)是當(dāng)前的研發(fā)重點(diǎn)，日、美、德等國(guó)已將液氫的運(yùn)輸成本降低到高壓氫氣的八分之一左右。日本企業(yè)為了支撐液氫供應(yīng)鏈體系的發(fā)展，解決液氫儲(chǔ)運(yùn)方面的關(guān)鍵性技術(shù)難題，投入了大量研發(fā)，推出的產(chǎn)品大多已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際檢驗(yàn)階段，如日本企業(yè)開(kāi)發(fā)的大型液氫儲(chǔ)運(yùn)罐，通過(guò)真空排氣設(shè)計(jì)保證了儲(chǔ)運(yùn)罐高強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高阻熱性。

目前，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫已應(yīng)用于車載系統(tǒng)中，在全球的加氫站中有較大范圍的應(yīng)用。但是在車載系統(tǒng)中的應(yīng)用不成熟。液氫加氫站在日本、美國(guó)及法國(guó)市場(chǎng)比較多，目前全球大約有三分之一以上的加氫站是液氫加氫站。

雖然如此，但我國(guó)的液氫工廠僅為航天火箭發(fā)射服務(wù)，受法規(guī)所限，還無(wú)法應(yīng)用于民用領(lǐng)域。并且，受限于技術(shù)沒(méi)有成熟，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用成本很高。航天101所在液氫的制備、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用上都有成熟的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)富氫能和中科富海也在嘗試推廣低溫液氫技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)部門正在研究制定液氫民用標(biāo)準(zhǔn)，車用液氫技術(shù)研究正在進(jìn)行中，未來(lái)液氫將應(yīng)用在一些長(zhǎng)途、重型商用車，以及加氫站中。

3．儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫

儲(chǔ)氫材料主要可分為物理吸附類材料、金屬合金氫化物材料、絡(luò)合化學(xué)氫化合物材料、液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫材料等。碳質(zhì)材料等物理吸附材料只能在較低溫度下有足夠的儲(chǔ)氫密度，常溫常壓下其吸氫量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于商用儲(chǔ)氫指標(biāo)，并且制備碳納米材料技術(shù)尚不成熟；絡(luò)合化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫密度較高，但材料的加氫／脫氫的可逆性、加氫／脫氫過(guò)程的副反應(yīng)等都是亟待解決的重要問(wèn)題。所以目前在眾多儲(chǔ)氫材料中最有望突出重圍的是金屬合金氫化物材料和液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫材料。

圖5儲(chǔ)氫材料的分類

（1）金屬合金儲(chǔ)氫材料

金屬氫化物儲(chǔ)氫是利用過(guò)渡金屬或合金與氫反應(yīng)，以金屬氫化物形式吸附氫，然后加熱氫化物釋放氫。當(dāng)金屬單質(zhì)作為儲(chǔ)氫材料時(shí)，能獲得較高的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度，但釋放氫氣的溫度高，一般超過(guò)300℃。稀土類化合物（LaNi5）、鈦系化合物（TiFe）、鎂系化合物（Mg2Ni）以及釩、鈮、鎬等金屬合金等都是合適的金屬儲(chǔ)氫材料，能有效克服高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲(chǔ)氫方式的不足，且儲(chǔ)氫體積密度大、安全性高、成本低等。

目前嶄露頭角的金屬儲(chǔ)氫燃料電池企業(yè)代表有鎂源動(dòng)力、佳華利道等。鎂源動(dòng)力在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了鎂基儲(chǔ)氫材料的產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)鎂基儲(chǔ)氫材料在儲(chǔ)運(yùn)氫系統(tǒng)和固定式電源、專業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)等的應(yīng)用，并與加氫站建站企業(yè)合作進(jìn)行鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車的研發(fā)。佳華利道與飛馳客車合作，成功研制出全國(guó)首臺(tái)低壓儲(chǔ)氫燃料電池公交車，該公交車的車載儲(chǔ)氫設(shè)備采用固態(tài)合金儲(chǔ)氫技術(shù)，且其參與的全球首座低壓加氫站于2019年7月在遼寧葫蘆島投入運(yùn)營(yíng)。傳統(tǒng)的稀土類儲(chǔ)氫材料企業(yè)有北京浩運(yùn)金能和廈門鎢業(yè)等，這兩家也是國(guó)內(nèi)少數(shù)進(jìn)入了混合動(dòng)力汽車（HEV）電池供應(yīng)鏈的儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)企業(yè)。

（2）有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料

有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)的發(fā)展在國(guó)外如日本，由政府主導(dǎo)，8個(gè)部門一起協(xié)作，諸多知名公司如日本巖谷、豐田等都在積極參與，目前在儲(chǔ)氫載體的選擇上進(jìn)展緩慢。

在中國(guó)已有所成就，代表是以普林斯頓大學(xué)歸國(guó)博士程寒松教授為技術(shù)核心的武漢氫陽(yáng)，選用的有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料為乙基咔唑。

2017年，中國(guó)揚(yáng)子江汽車與氫陽(yáng)能源聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一款城市客車，利用有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)，加注30L的氫油燃料，可行駛200km。2019年3月1日，湖北宜都?xì)潢?yáng)新材料有限公司儲(chǔ)氫材料項(xiàng)目一期工程正式投產(chǎn)，生產(chǎn)出第一批常溫常壓下液體儲(chǔ)氫材料。宜都系氫陽(yáng)能源儲(chǔ)氫材料的生產(chǎn)基地，一期工程的建成投產(chǎn)標(biāo)志著有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)化邁出了實(shí)質(zhì)性一步，為該技術(shù)的規(guī)�；�推廣奠定了基礎(chǔ)。

圖6．不同儲(chǔ)氫技術(shù)比較，來(lái)源：香橙會(huì)研究院