目前，主要儲氫方式有三種，分別是氣態儲氫、液態儲氫、固態儲氫。
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從技術發展方向來看，目前高壓氣態儲氫技術比較成熟，一定時間內都將是國內主推的儲氫技術；
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有機物液體儲氫技術可以利用傳統的石油基礎設施進行運輸、加注，方便建立 像加油站那樣的加氫網絡，相比于其它技術而言，具有獨一無二的安全性和運輸便利性，但該技術尚有較多技術難題，未來看會極具應用前景；
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固態儲氫應用在燃料電池汽車上優點十分明顯，但現在技術還有待突破，短期內不會有較大范圍的應用， 長期來看發展潛力比較大。
根據中國氫能聯盟發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019 版）》預測：我國氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態到多相態”的方向發展，由此逐步提高氫氣儲存和運輸的能力。今天為大家分享固態儲氫與液態儲氫技術的原理。
固態儲氫是將氫存儲在固體材料中，主流方式有物理吸附和化學氫化物儲氫兩種。優點是儲氫壓力較低、體積儲氫密度高、可純化氫氣；缺點是質量儲氫密度低、充放氫需要熱交換。
其中，物理吸附通過活性炭、碳納米管、碳納米纖維碳基材料進行物理性質的吸附氫氣，以及金屬有機框架物（MOFs）、共價有機骨架（COFs）這種具有微孔網格的材料捕捉儲存氫氣。
化學氫化物儲氫則利用金屬氫化物儲氫。氫氣先在其表面催化分解為氫原子，氫原子再擴散進入到材料晶格內部空隙中，以原子狀態儲存于金屬結晶點內，形成金屬氫化物，該反應過程可逆，從而實現了氫氣的吸、放。主要種類有鎂系儲氫合金、鐵系儲氫合金、鑭鎳稀土系儲氫合金、鈦系儲氫合金、鋯系儲氫合金等。單位體積的金屬可以儲存常溫常壓下近千體積的氫氣，體積密度甚至優于液氫。
以鎂基儲氫材料為例，其質量儲氫密度為4~7.6wt%，可以在常溫常壓下進行氫氣的存儲和運輸。與高壓氣態儲氫方式相比，固態儲氫具有高儲氫密度和高安全的優勢，這也降低了對附屬設備的要求。下圖為典型的固態儲氫罐，主要包括固態儲氫材料、殼體、氣體管道及過濾器、鰭片、金屬泡沫、加熱管等強化傳熱介質，預置空余空間等。
鎂基儲氫材料體系的MgH2與液態水反應生成Mg(OH)2和H2；在高溫下與水蒸氣反應生成MgO和H2（反應溫度高于330℃條件下）：
MgH2水解反應可以在較為溫和的條件下（室溫、常壓）進行，且理論產氫量是MgH2熱解放氫的2倍，為15.2%（wt）。然而，隨著水解反應的進行，水解產物Mg(OH)2逐漸包裹在MgH2表面，阻隔了MgH2與水的接觸，從而抑制了水解反應的進行。一般可通過改變水解環境、加入催化劑、減小顆粒尺寸等方式來改善MgH2的水解性能。
該系統通過MgH2水解放出氫氣，再將氫氣導入氫燃料電池發電，其優點在于能量密度高、安全性高，且產物Mg(OH)2無毒并可回收利用，適用于千瓦量級以下的中小型備用電源、無人機、水下潛航器等。該水解產氫-燃料電池系統開發的主要難點在于水解反應控制和裝置集成，其中涉及到實際耗水量大、產氫不穩定、反應難控制等問題。
液態氫(LH2)，俗稱液氫，是由氫氣經由降溫而得到的液體。液態氫須要保存在非常低的溫度下(大約在-252.8℃)。液態氫的密度大約為70.8千克每立方米，密度很小。它通常被作為火箭發射的燃料，現在亦用作其他交通工具的燃料。液化儲氫是將氫氣壓縮后深冷到-252.8℃以下使之液化成液氫，然后存入特制的絕熱真空容器中保存。
液態儲氫設備主要用于儲存液氫，分為固定式液氫壓力容器( 儲罐) 和液氫瓶，其優點是體積儲氫密度高，液氫的密度為70 kg /m3 ; 缺點是氫氣液化能耗高(約為氫氣能量的1 /3) 、長時間存放液氫的靜態蒸發損失較大。一般液態儲氫承壓設備的設計壓力為0.1～1.3 MPa左右，設計溫度為－253 ℃。
液氫的制取，即氫液化技術，具有多種形式，可按照膨脹過程和熱交換過程進行大致分類或結合。目前，常用的氫液化工藝流程可以分為利用Joule-Thompson效應（簡稱“J-T效應”）節流膨脹的簡易Linde-Hampson法，以及在此基礎上結合透平膨脹機降溫的絕熱膨脹法。
在實際生產過程中根據液氫產量的大小，絕熱膨脹法又可劃分為利用氦氣作為介質膨脹制冷產生低溫，進而將高壓氣態氫冷卻至液態的逆布雷頓法，以及讓氫氣自身絕熱膨脹降溫的克勞德法。液化流程中主要用到壓縮機、換熱器、低溫透平膨脹機以及節流閥等設備。
（從左至右：Linde-Hampson法，逆布雷頓法，克勞德法）
原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：固態儲氫與液態儲氫技術原理對比
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