氢能，作为目前发现的能源体系中储量最丰富、无公害、可再生的环境友好型能源，也是化石燃料最理想的替代品，将在我国乃至世界的能源转换体系中扮演着重要的角色。在氢能的开发利用过程中，主要涉及到包括氢的生产、应用、存储以及运输四个环节。

由于氢较低的体积能量密度（低热值9.9MJ/m³，标准状态下气态氢的体积能量密度仅为汽油的0.04%，即使在液态也只是汽油的32%）以至于对其存储环境的空间和压强要求较高。这点对于固定式能源系统解决方案来说尚能接受，但对于移动式的车辆、便携式乃至于之后的户用能源系统来说氢气的存储仍然是有待解决的重要问题和巨大挑战。

以金属件、共价键或者离子键的形式和氢原子或离子结合实现储氢。其材料主要有金属合金与氢化物储氢材料和金属络合物储氢材料。

1.金属合金与氢化物储氢材料

金属合金与氢化物储氢材料可以分为BCC、AB、AB₅、AB₂、A₂B、MgH₂等。

BCC型 化合物以金属钒为主，具有较高的理论储氢容量4%(w)，常温下容易氢化及脱氢。但常温下金属钒吸氢后的饱和相不是稳定结构，因此在常温下的实际可逆储氢量最高只能达到理论值的一半。目前，在脱氢温度不超过６０ ℃的条件下，具有较高储氢能力的BCC材料主要是以V-Ti-Gr三元合金为主体的合金材料，能够达到的储氢能力约为2.1~2.5%(w)，是最有望实现常温高储氢能力的材料。

AB型 化合物主要聚焦于钛系储氢材料TiFe，其价格低廉、室温条件下可逆，很早即被用于固体储氢方式。但同时也存在材料暴露在空气中会迅速失活和由于表面存在钝化氧化物，对氢具有惰性的缺点。目前TiFe基材料室温下储氢量能够达到1.9%(w)，经实验发现以Ni等金属代替部分Fe能够改善其储氢性能。未来研究人员仍将聚焦于其他微量元素对储氢特性的影响。

AB₅型 化合物以镧系同时也是稀土系储氢材料中的LaNi₅为代表。其中，金属化合物LaNi₅是被研究最多的储氢材料，具有活化性好、吸放氢条件温和、化学稳定性等各方面表现良好，常温下储氢能力约为1.4%(w)，但LaNi₅易粉化、稀土元素La价格昂贵也使其成为应用层面的阻碍。经研究后以其他Al、Mg、Fe、Co、Cu、Mn等金属代替Ni以改善LaNi₅储氢性能。

AB₂型 化合物储氢材料中常见的有锆系合金ZrMn₂。理论储氢容量在1.8~2.4%(w)之间。其优点是储气量高、易活化、平衡分解低，但其氢化物生成热大，合金原材料价格高并且AB₂型合金对成分变化很敏感，通过用少量的Ti代替Zr能够细化合金内部的晶胞，提高活化性能，延长寿命。再以Fe、Co替代部分Mn形成多元合金以改善综合性能。

A₂B型 以镁系储氢合金Mg₂Ni为代表，Mg₂Ni理论储氢量为3.6%(w)，但吸放氢所需温度过高且速度慢，较高的工作温度和较差的化学反应动力限制了其使用和发展。研究中发现，在其中添加Cr、Mn、Fe、Co 等元素可以改善材料的储氢性能，但储气量随之降低。

MgH₂型 的储氢能力为7.6%(w)，目前研究重点为探索改善MgH₂较差的化学动力学的方法，包括形成纳米结构、与过镀金属合金化、添加催化剂和产生反应性复合物。

2.金属络合物储氢材料

金属络合物储氢材料主要包括铝氢化合物、硼氢化合物和金属酰胺。

 铝氢化合物 以金属配位氢化物储氢材料LiAlH４作为最主要的研究材料，其一定条件下储氢容量高达5.6%(w)，具有广泛的应用前景。但LiAlH４在有机溶剂类里合成比较困难，且具有危险性，使得其应用受限。

硼氢化合物 指的是以LiBH４、NaBH４和Mg(BH４)₂为典型的另一种金属配位氢化物。这几种材料的理论含氢量都很高，其中LiBH４的高达18.5%(w)，但脱氢困难，大部分的氢需要在超过400℃的温度下才能脱出，并且速度缓。目前，研究方向在于找到能在更低温度下高效脱氢的硼氢化物复合材料。

金属酰胺 自2002年就已经作为储氢材料广泛应用。金属酰胺需要与金属氢化物充分混合形成复合材料以实现储氢。如LiNH₂-LiH、Mg(NH₂)₂-LiH、LiNH₂-MgH₂等。目前金属酰胺与金属氢化物复合材料工作温度仍需处于250~500℃，储氢能力在2.8~8%(w)，储氢能力与温度成正比。