儲(chǔ)氫氣瓶發(fā)展已有50多年的歷史，從鋼瓶到全復(fù)合材料氣瓶的研制成功，實(shí)現(xiàn)了向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量輕的巨大轉(zhuǎn)變。

近年來(lái)，70MPa儲(chǔ)氫復(fù)合材料氣瓶已經(jīng)進(jìn)入示范使用階段。

國(guó)外從事復(fù)合材料氫氣瓶研發(fā)與生產(chǎn)代表性企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)有美國(guó)Quantum公司、美國(guó)通用汽車(chē)、美國(guó)Impco公司、加拿大Dynetek公司、法國(guó)空氣化工產(chǎn)品公司、日本汽車(chē)研究所和日本豐田公司等。

我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家相比仍然存在一定差距：

（1）國(guó)內(nèi)IV型瓶研發(fā)滯后。

國(guó)外乘用車(chē)已經(jīng)開(kāi)始使用質(zhì)量更輕、成本更低、質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度更高的IV型瓶，而中國(guó)IV型瓶還處于研發(fā)階段，成熟產(chǎn)品只有35MPa和70MPaIII型瓶，其中70MPaIII型瓶在乘用車(chē)樣車(chē)上應(yīng)用。

（2）碳纖維依賴(lài)進(jìn)口。

中國(guó)制造的III型瓶的主要原材料為碳纖維，由于研發(fā)起步晚、原材料性能差等原因，國(guó)產(chǎn)碳纖維還不能滿足車(chē)用儲(chǔ)氫瓶的要求，主要依賴(lài)進(jìn)口。

（3）液氫儲(chǔ)罐汽車(chē)應(yīng)用發(fā)展緩慢。

國(guó)外液氫儲(chǔ)罐已在汽車(chē)上應(yīng)用，而中國(guó)還未實(shí)現(xiàn)。

通用汽車(chē)、福特汽車(chē)、寶馬汽車(chē)等都推出了使用車(chē)載液氫儲(chǔ)罐供氫的概念車(chē)，而中國(guó)可以自行生產(chǎn)液氫，但尚未將其應(yīng)用于車(chē)載氫系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)以III型氣瓶為主，未來(lái)需向IV型過(guò)渡

復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶由內(nèi)至外包括內(nèi)襯材料、過(guò)渡層、纖維纏繞層、外保護(hù)層、緩沖層。

（1）國(guó)內(nèi)內(nèi)襯材料多選用鋁合金。

儲(chǔ)氫氣瓶進(jìn)行充氣的周期可能較長(zhǎng)，而氫氣在高壓下又具有很強(qiáng)的滲透性，所以氫氣儲(chǔ)罐內(nèi)襯材料要有良好的阻隔功能，以保證大部分的氣體能夠儲(chǔ)存于容器中。

因此氣瓶?jī)?nèi)膽多選用鋁合金材料，這是由于其與氫氣良好的相容性和抗腐蝕性能。

鋁合金材料的低密度、高比強(qiáng)度能夠在保障強(qiáng)度的前提下使氣瓶更加輕便。

鋁合金材料還擁有很好的導(dǎo)熱性能，在遇到意外事故發(fā)生燃燒時(shí)通過(guò)將熱量傳遞到閥門(mén)的易熔合金塞處，在高熱條件下使其熔化安全泄壓防止爆炸。

（2）纖維纏繞層選用碳纖維作為增強(qiáng)材料。

高強(qiáng)度、高模量的碳纖維材料通過(guò)纏繞成型技術(shù)而制備的復(fù)合材料氣瓶不僅結(jié)構(gòu)合理、重量輕，而且良好的工藝性和可設(shè)計(jì)性在儲(chǔ)氫氣瓶制備上具有廣闊的應(yīng)用空間。

氣瓶長(zhǎng)期在充氣放氣條件下使用，內(nèi)膽會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著氣瓶的使用裂紋會(huì)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致氣瓶的失效形式表現(xiàn)為“未爆先漏”。

車(chē)用氣瓶共分為四種類(lèi)型：全金屬氣瓶(I型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(II型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(III型)、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(IV型)。

I型和II型氣瓶重容比較大，難以滿足單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度要求，用于車(chē)載供氫系統(tǒng)并不理想。

采用金屬內(nèi)膽的III型氣瓶為我國(guó)在高壓氫氣瓶領(lǐng)域的主要研究方向。

目前我國(guó)已經(jīng)實(shí)施能夠適用于35MPa和70MPa的高壓儲(chǔ)氫瓶的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T35544-2017《車(chē)用壓縮氫氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)70MPaⅢ型瓶可經(jīng)過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)安全后上車(chē)運(yùn)行，而對(duì)于70MPaIV型瓶法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)尚未做出明確規(guī)定。

國(guó)內(nèi)企業(yè)采用III型（金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶）儲(chǔ)氫密度為3.9％，而IV型（非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶）的儲(chǔ)氫密度可以達(dá)到5.5％。

通過(guò)相同外徑、容積和壓力（70MPa）的III型與IV型氫氣瓶進(jìn)行比較可以清楚發(fā)現(xiàn)，IV型具有低成本、小重容、輕量化的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)內(nèi)以35MPa氣態(tài)氫為主，未來(lái)需向70MPa過(guò)渡

同等體積下，壓力越大儲(chǔ)氫量越高，車(chē)輛行駛里程就更遠(yuǎn)。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)主流氫燃料電池汽車(chē)使用的都是35MPa氣態(tài)氫，歐、美、日國(guó)家則是以70MPa為主。

國(guó)內(nèi)在35MPaIII型瓶有成熟產(chǎn)品，但是35MPa氣瓶的續(xù)航里程上對(duì)比純電動(dòng)車(chē)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，必須采用70MPaIII型在燃料電池乘用車(chē)上才有續(xù)航里程的優(yōu)勢(shì)，但是70MPaIII型瓶國(guó)內(nèi)僅有個(gè)別廠家具有成熟產(chǎn)品。

未來(lái)國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)也將會(huì)升級(jí)使用70MPa壓力的氣態(tài)氫，關(guān)鍵還在于成本。

根據(jù)美國(guó)能源局（DOE）研究數(shù)據(jù)，自2005年以來(lái)長(zhǎng)管拖車(chē)儲(chǔ)運(yùn)成本下降幅度最大，35MPa由2005年的5.26$/kgH2下降到2015年的2.69$/kgH2，但同期與70MPa相比成本高出10%左右。

2020年美國(guó)能源局提出70MPa儲(chǔ)運(yùn)成本下降到2$/kgH2的目標(biāo)。