氫氣作為一種清潔能源，代表著未來能源的發展趨勢。在氫能源的廣泛應用過程中，儲氫技術扮演著至關重要的角色，而固態儲氫技術則是其中的關鍵分支。中國氫能產業的發展前景廣闊，據中國氫能聯盟的預測，到2030年，在實現碳排放峰值的目標下，中國對氫氣的需求預計將達到3,715萬噸，占終端能源消費總量的5%左右。進一步展望至2060年，實現碳中和目標時，氫氣的年需求量有望增至1.3億噸，占終端能源消費的比重將達到20%。

隨著氫能源的日益普及，如何實現氫氣的安全性、高密度和低成本的儲存與運輸，已成為氫能行業發展的關鍵環節和關鍵難題。

氫氣的儲運一直是個難題，主要是由于：第一，氫氣易逃逸、穩定性差，尤其是高壓狀態危險性較高，使得氫儲運的安全性天然存在難度；第二，氫氣分子小，密度低，因此需要較大的儲存空間或高壓、低溫條件來提高儲存密度；第三，氫儲運環節的成本約占終端用氫總成本的30%~40%，儲運環節就成為了降低終端用氫總成本的關鍵。

目前，儲氫技術主要分為三種形式：氣態、液態和固態。在這些技術中，固態儲氫因其高體積能量密度、出色的安全性和較低的運輸成本等優勢，被認為是最具市場潛力的儲氫和運氫方式之一。

氣態儲氫技術是通過高壓將氫氣壓縮于高壓容器中，來實現氫氣的儲存，通常由鋼、鋁、碳/玻璃纖維、高分子材料等制成。高壓氣態儲氫即通過高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器中，高壓容器內氫以氣態儲存，氫氣的儲量與儲罐內的壓力成正比。目前，經過百余年的發展，高壓氣態儲氫技術相對成熟，應用廣泛。高壓氣態儲氫技術主要應用在運輸領域，加氫站和燃料電池車上均應用高壓儲氫瓶作為儲氫裝置。

高壓氣態儲氫的優點：發展時間長，技術成熟，使得壓力容器容易制造；成本較低。

高壓氣態儲氫的缺點：一是對儲氫壓力容器的耐高壓要求較高；二是其體積儲氫密度不高，其體積儲氫密度一般在18～40 g/L；三是在氫氣壓縮過程中能耗較大，且存在氫氣泄漏和容器爆破等安全隱患問題。

液態儲氫技術是采用低溫技術將氫氣冷卻到液化溫度（標準大氣壓下，-253℃）以下，以液體形式儲存在高度真空的絕熱容器中。低溫液態儲氫技術目前美國、日本等已經實現了大規模的商業應用，國內應用最早起步于軍事、航天等領域。

液態儲氫的優點：液氫密度為70.78kg/ m3，在標況下氫氣密度的845倍，質量儲氫密度為5.5%。從體積密度和質量儲氫密度角度看，液態氫更適合于做如航天飛機、火箭發動機、汽車發動機等載體燃料。

液態儲氫的缺點：液化所消耗的成本高，液化1kg氫需要耗費4~10kwh左右電量，從而增加了用氫成本；液氫的熔點為-259.2℃，為防止氫氣的擴散需要質量極好的絕熱裝置，才能防止槽內液氫蒸發所帶來的經濟損失（每天損失可能達到1~2%）；由于其制作、存儲、使用成本高，所以難以實現大規模應用，在民用環節很難普及。

高壓氣態儲氫需要在高壓條件下進行，安全風險高。另外氫氣壓縮機本身也是一項能耗大、成本高的設備。而低溫液態儲氫則需要將氫氣在極低溫度下長期保存，這一過程技術難度高，能耗大，成本也不低。一旦發生液氫泄漏，其安全風險甚至比高壓氣態氫氣還要高。那么，如何才能在低壓、常溫的安全環境下儲氫？

固態儲氫技術是通過物理或化學方式使氫氣與儲氫材料結合，來實現氫氣的儲存。固態儲氫從體積儲氫密度、安全性等因素考慮，是最具商業化發展前景的儲存及運輸方式之一，具有廣闊的應用前景。

固態儲氫技術路線主要可分為金屬氫化物，配位氫化物，碳材料，金屬有機骨架材料（MOFs）和水合物儲氫等。其中金屬氫化物是固態儲氫主流技術路線，涉及材料包括鎂系、鈦系、釩系、稀土系及復合儲氫合金等；其中鎂系合金儲氫量最大，最高可達7.6%，但放氫溫度高，通常需要300℃左右，對應用場景要求較高；鈦系、釩系、稀土系儲氫合金儲氫容量為1.4~2.4%不等，放氫溫度明顯較鎂系合金低，但其適用的應用場景則更高。配位氫化物路線需要堿金屬（鋰、鈉、鉀等）或堿土金屬（鎂、鈣等）或第三主族元素（鋁、硼等）。

固態儲氫的優點：體積儲氫密度高，從能量密度上來看，相同體積下，氣態儲氫的方式哪怕是在 70MPa的壓力下壓縮氣體，氫氣的體積密度也僅僅只有 40kg/m3，低于液態儲氫的70kg/ m3，而通過金屬氫化物的固態儲氫方式時，其氫氣的體積密度可以輕松達到 80kg/ m3以上。固態金屬儲氫的體積儲氫密度遠高于高壓氣態儲氫，是大型儲罐3MPa的10倍，標準鋼瓶組15MPa的4倍，纖維纏繞罐35MPa的3倍。在相同的空間內，固態儲氫可以儲存更多的氫氣；安全性好，能夠讓氫氣在常溫常壓下儲存，充放氫過程方便，消除了因高壓、耗散所帶來的安全隱患，適用于城市周邊的用氫工廠和家庭用氫單元；儲存時間長，固態儲氫的儲存能量周期可以“年”為單位，大幅提高氫氣的使用效率的同時大幅減少能源浪費所帶來的經濟損失。

固態儲氫的缺點：大多數材料質量密度低。雖然鎂系的質量密度高，但放氫需要消耗大量熱，對熱交換裝置要求高。

從體積儲氫密度、安全性等因素考慮，固態儲氫是最具商業化發展前景的儲存方式之一。

氫儲運困難是導致氫氣成本居高不下的重要因素，制約了整個氫能產業的發展，是我們面臨的巨大挑戰。固態儲氫作為一種“氫儲運”新技術，具有“儲氫高密度、低壓高安全、運行低成本”的特點，有助于解決制約氫能產業發展的氫儲運的痛點問題，同時顛覆了制氫端升壓進行高壓儲運、應用端客戶降壓使用的傳統儲運氫模式。

傳統的氫能產業鏈中，儲氫模式通常遵循以下步驟：

首先，利用風能和太陽能等可再生能源，通過電解水的方式生產氫氣。這一過程中產生的氫氣，其初始壓力通常在1.6MPa至3MPa之間。隨后，這些氫氣通過壓縮設備進一步增壓，以滿足20MPa的運輸標準，并通過長管拖車將氫氣安全地運送到加氫站。

在加氫站，氫氣通過卸氣柱被充入站內的儲氫設施。為了滿足氫燃料汽車的加注需求，加氫站配備有兩級加壓系統，能夠將氫氣壓力提升至45MPa或更高，以適應高壓儲氫罐的存儲條件。氫燃料汽車的儲氫罐設計有兩種標準壓力：35MPa和70MPa，以適應不同的應用場景。

然而，氫燃料電池在運行時所需的氫氣壓力僅為0.05MPa，這意味著從汽車儲氫罐到氫燃料電池之間，必須進行壓力的降低。整個“制氫—運氫—儲氫—用氫”的流程，實質上是一個先增壓后減壓的過程。這一過程中不僅需要大量的設備投入，同時也伴隨著電力的大量消耗，導致了資源的極大浪費。但這也是無奈之舉，過往在儲氫環節成熟的技術也只有高壓氣態。

固態儲氫的出現使得氫儲運發生了巨大變化，固態儲氫可以在常溫低壓下高體積密度地存儲氫氣。可以極大地減少對壓縮設備、高壓儲罐、閥門和管道的依賴，顯著降低了建設和運營成本，同時減少了因壓縮和減壓過程導致的能耗損失。這不僅大幅度降低了氫氣在儲存和運輸環節的成本，還使得該技術能夠廣泛應用于多個領域，包括大規模的風光制氫存儲、叉車、工程車、兩輪車、三輪車、氫能物流車、家庭氫能熱電聯供系統、離網快充電站、電力調峰電站以及備用電源等。使用場景可以簡單地劃分為固定式和移動式兩種場景。

在固定式應用中，固態儲氫主要應用于大規模風光制氫存儲、家庭氫能熱電聯供系統、離網快充電站、電力調峰電站、備用電源以及制氫或用氫現場緩存等領域。因為固態儲氫需要的氫氣壓力低，通過光伏或風電等電解水制取的氫氣可以直接存儲在固態儲氫裝置中，進而實現可再生能源發電和制氫的高效耦合。此外，固態儲氫裝置還可以將氫氣進行長時間的常溫常壓儲存，需要時使用，可以利用燃料電池將氫氣轉化為電能供應，或直接釋放氫能供應。這類場景對重量不敏感，但對安全性、壽命、初始化成本要求高，固態儲氫在此方向上具備極大優勢。

在移動式應用中，固態儲氫主要應用于車載儲氫和運氫等領域。這類場景盡管對重量敏感，但對于安全性的要求高，空間也很有限，需要高體積密度提高空間利用率，這恰恰是契合固態儲氫的優勢。

綜合看來，固態儲氫作為一種氫儲運新技術，擁有“一大一小”兩方面優勢。首先，在氫氣大規模儲存需求上，可以利用低壓固態存儲技術，使氫氣存儲空間和面積減少10倍以上特別適合大規模的風光制氫存儲場景。另外，固態儲氫可以實現在較低壓力下的存儲，一般控制在1~2MPa左右，這樣的氫氣存儲容器就可以通過換罐模式應用在小型分布式的場景中，比如兩輪車、叉車、工程車等。

固態儲氫體積密度大、能耗低、安全性好，可在常溫常壓下儲氫，固態儲氫如今應用設施已落地鋪開，已進入了產業化應用階段，未來將成為最主要的儲氫方式之一。

同時，固態儲氫也面臨著如何大幅度提高儲氫材料容量和質量儲氫密度、針對細分場景研發應用技術、完善法規標準以及降低成本等諸多挑戰。中科軒達正通過技術創新，為儲氫產業提供優質儲氫材料，為氫能產業的快速發展不斷做出貢獻。

??中科軒達新能源科技有限公司（簡稱：中科軒達）是一家在固態儲氫領域不斷創新的科技先鋒，2017年由中國科學院包頭稀土研發中心與燕山大學技術研發團隊攜手創立，公司旨在打造技術領先、品質優異的“先進儲氫材料研發中心和產品供應商，以及固態儲氫技術解決方案提供商”。經過多年的產業化實踐，公司建設了完備的高性能儲氫材料研???發、生產和銷售體系。

公司獲得高新技術企業和專精特新企業的認證，并取得8項國家發明專利和1項實用新型專利，彰顯了中科軒達在儲氫材料領域的深厚研發實力和創新能力。公司在科研項目上同樣有豐碩成果，承接了“氫能技術”國家重點研發計劃、包鄂國家自主創新示范區“揭榜掛帥”項目、內蒙古自治區科技創新引導項目以及內蒙古自治區科技重大專項等多個科技項目，體現了中科軒達在科技創新體系中的重要地位。??

中科軒達自主研發和生產的產品，主要包含：稀土系AB5型、鈦錳系AB2型、鈦鐵系AB型、稀土鎂鎳系和釩系固溶體等儲氫合金產品。該系列產品為低壓、高安全、高密度地儲存氫氣提供了堅實的材料基礎，推動了氫能源的廣泛應用。