Хранение водорода. 
Общая энергетика: водород в энергетике

При крупномасштабном использовании водорода требуются безопасные и эффективные системы его централизованного хранения [14]. Водород может храниться в жидком виде при его охлаждении до -253 °С. Для охлаждения водорода до этой температуры требуется затратить около одной трети содержащейся в нем энергии (11 кВт-ч/кг Н₂), а для создания криогенных устройств необходимы специальные материалы и технологии. Водород может также быть запасен в виде газа. Этот процесс требует для сжатия водорода меньше энергии, чем для его ожижения (табл. 10.1). Водород в газовой фазе может быть накоплен в подземных полостях, месторождениях природного газа. Так, при испытаниях российских ЯРД для хранения использовались подземные емкости, водород в них содержался под давлением 90 атмосфер.

Классификация методов хранения водорода

В соответствии с классификацией департамента энергетики США, методы хранения водородного топлива можно разделить на 2 группы.

Первая группа включает физические методы, которые используют физические процессы (главным образом, компрессирование или ожижение) для переведения газообразного водорода в компактное состояние. Водород, хранимый с помощью физических методов, состоит из молекул Н₂, слабо взаимодействующих со средой хранения. На сегодня реализованы следующие физические методы хранения водорода:

Сжатый газообразный водород:

• — газовые баллоны;
• — стационарные массивные системы хранения, включая подземные резервуары;
• — хранение в трубопроводах;
• — стеклянные микросферы.

Жидкий водород: стационарные и транспортные криогенные контейнеры.

Вторая группа включает химические методы, в которых хранение водорода обеспечивается физическими или химическими процессами его взаимодействия с некоторыми материалами. Данные методы характеризуются сильным взаимодействием молекулярного либо атомарного водорода с материалом среды хранения и являются следующими:

Адсорбционный водород:

• — цеолиты и родственные соединения;
• — активированный уголь;
• — углеводородные наноматериалы.

Абсорбция в объеме материала (металлогидриды).

Химическое взаимодействие:

• — алонаты;
• — фуллерены и органические гидриды;
• — аммиак;
• — губчатое железо;
• — водореагирутощие сплавы на основе алюминия и кремния.

Таблица 10.1

Удельные показатели пяти способов хранения.