在地球上，大多数生物都是依靠“氧气”进行生存活动。但是，你知道吗？呼吸并不是生物的特权，有些金属也能呼吸，并且“肺活量”很大。
拥有这种特殊性能的金属就是储氢金属材料。和生物呼吸吸入氧气，呼出二氧化碳不同，这些金属吸入和呼出的是氢气。这些会呼吸的金属还有钛锰合金、稀土系合金等，他们的呼吸功能在“各自的工作岗位”上施展才能。
1、会呼吸的金属 —— 储氢材料是什么？
立足于氢能应用和氢能普及角度来看，在整个氢能系统中，储氢是非常关健的环节之一。因此，储氢材料作为氢能大规模应用的关键制约因素之一，其技术的突破，也一度备受关注。
那么，什么是储氢材料呢？
通俗来讲，储氢材料是可以在一定的温度和压力下与氢气发生反应，并且能可逆地吸收和释放氢气的一种材料。
例如，最早的储氢材料金属钯，能吸收比它的体积大2800倍的氢气，需要使用时，它又能全部“呼”出所有的氢气。同理，钛锰合金粉末储氢的原理也是类似，在一定条件下“吸”饱氢气，使用时加热、加压，氢气就会不断的被“呼”出来。
伴随着社会的发展，资源、能源和环境等方面对金属材料也有了更高的要求：一方面要对已有的金属材料最大限度的提高质量，产生利益最大化；另一方面要不断的开拓金属材料新的功能，以适应更高的使用要求。
2、物理or化学——储氢材料分类知多少？
当前，氢能规模化发展已经成为当今科学研究的热点，而寻找性能优越、安全性高、价格低廉且环保的储氢材料则是氢能存储研究的关键。
储氢材料主要可以分为物理吸附材料和化学储氢材料。物理吸附材料又可以分为金属有机框架和碳材料，化学储氢材料又可以分为金属氢化物和非金属氢化物。
其中，金属-合金储氢材料是研究较早的一类固体储氢材料，不仅具有超强的储氢性能，还同时具有操作安全、清洁无污染等优点。而金属镁的储氢性能早在20世纪六十年代就已经被研究人员发现，理论上，储氢量可以达到7.6％(w)。在钛系储氢材料（Ti-Fe，TiZr，Ti-Cr，Ti-Mn）中，研究较多的是Ti-Fe合金（理论储氢量1.86%(w)）。
目前，市场上已经存在的新型金属材料主要是储氢合金。在使用氢气时，可以加热金属氢化物使其进行逆反应，从而释放出氢气。当然，前提要求是氢气和金属的反应是容易可逆的反应，且反应条件温和。如今全世界主要研究的是，镁系储氢材料、稀土系储氢材料、钛系储氢材料等。
20世纪60年代中期荷兰Philips实验室发现FeTi等金属间化合物的可逆储氢作用，研制出稀土镧镍系储氢合金LaNi5，并应用于镍/氢电池。从此对储氢合金的研究及其应用得到了迅速发展。
此外，不饱和液体有机物（包括烯烃、炔烃和芳烃）可以在加氢和脱氢的循环反应中实现吸氢和放氢。其中，储氢性能最好的是单环芳烃，苯和甲苯的理论储氢量都较大，是较有发展前景的储氢材料。未来，储氢材料的技术突破对于氢能的储运及大规模的应用都起着巨大的推动作用。
3、前景——储氢材料的未来！
据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》预测，到2030年，氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分；2030-2050年前后有望进入发展的快速通道，并可带领人类走进氢能社会时代。
目前储氢材料研究已经取得了很多重大突破，为储氢材料的研究开拓了新的领域。例如，西安交通大学科研团队开发出高密度固态储氢材料——石墨烯界面纳米阀固态储氢材料，可实现储氢材料安全、可控、稳定释氢，克服氢气低温释放难题。此外，随着氢能应用的普及，储氢材料的需求量也正逐步攀升。
▲图表：2021-2025年国内储氢材料需求量预测 @ 中研网
眼下，各类储氢材料已然呈现出百花齐放的状态，在应用上也各有千秋。但若兼顾安全、成本、容量考虑等方面的问题，还将有待提升。在我国推进能源转型升级浪潮中，氢能在加快构建清洁、高效、安全的多能互补体系中扮演着重要角色。
未来“绿电+绿氢”将成为我国实现碳中和的有力武器。一方面，可以在能源供给侧和消费侧完成“煤炭+石油+天然气”向“绿电+绿氢”的转换；另一方面，还能借助“清洁能源基地+特高压+氢能与储能”，完成跨时空能源供应。而可再生能源制氢与储运间的融合发展，是当前氢能大规模应用的重要屏障。未来随着储氢技术的不断突破，储氢材料的应用和发展会逐步广泛且平价，也将助推氢能在绿色低碳时代中发挥更重要的意义。
