氫氣的儲存方式

目前儲氫技術有物理與化學兩大類，物理儲氫方法主要有高壓氫氣儲 存、液態氫儲存、吸附儲氫、玻璃微球儲存等方式。化學儲氫方法主要有 金屬氫化物儲存、化學氫化物儲存等。美國能源總署對氫能源替代目前車 用 燃 油 訂 定 了 發 展 目 標 ， 主 要 目 標 包 含 儲 氫 系 統 單 位 重 量 的 儲 氫 量

（wt.%）、儲氫系統單位體積的儲氫量（kg/L）、充氫/放氫速率與操作溫 度等，但目前儲氫技術面臨到發展瓶頸，近期在單位重量的儲氫量，以及 單位體積的儲氫量都往下做了修正，以符合現今國際發展現況，以下對主 要儲氫方法分冸作說明。

(一)高壓氫氣儲存

高壓儲氫是最普遍而直接的儲氫方式，可在常溫下使用，具有罐體 結構簡單、充裝速度快等優點，因此實際運用在燃料電池汽車上，為了 提高氫氣的儲存量，研究方向主要針對提高儲存壓力與降低系統重量。

多數的高壓氫氣儲存在高壓鋼瓶內，為了有效減輕系統之重量，也採用 鍍鋁聚脂囊作為襯墊取代傳統金屬襯墊，與全周纏繞碳纖維強化塑膠

（CFRP）作補強。一般車用之壓縮氣體裝填容器，可分類為鋼製、鋼製 內襯配合玻璃纖維強化塑膠補強、鋁製內襯配合碳纖維強化塑膠補強、

高密度聚乙烯內襯配合碳纖維強化塑膠補強等〔26〕。

單位體積氫能密度不佳，為目前高壓儲存方法的缺點，使得一般轎車

必頇犧牲行李箱或是乘坐空間，但仍可使用於某些大型的運輸車輛，例如 公車、遊覽車等，因為這些車輛仍有空間可擺放大型儲氫槽〔26〕。

(二)液態氫儲存

液態氫儲存在一大氣壓下，需冷卻至氫的沸點-253℃，把溫度降低所 需能量需要消耗氫本身所具有燃燒熱的40%，具有儲存效率高、能量密度 大與儲存成本高的特點，另外液態氫儲存容器必頇使用超低溫用的特殊容 器，因氫的蒸發潛熱極小，如果容器絕熱性不佳的話容易導致較高的蒸發 損失，這將提高氫燃料成本並降低低溫冷卻的整體能源效率，因此只適用 於大規模高密度的氫儲存〔26〕。

(三)金屬氫化物儲存

其原理是冺用金屬和氫反應生成金屬氫化物而將氫儲存與固定，基 於反應可逆性，透過加熱與減壓釋放氫氣，此技術之優點是儲氫容量大 成本低，缺點是儲氫合金易粉化，經過多次儲氫與放氫循環，儲放性能 明顯下降，且需要搭配熱交換設備〔53〕。

(四)吸附儲氫

吸附儲氫冺用材料本身的多孔性，以及與氫氣分子間的吸引力來達 到聚集氫氣分子的目的，常見的吸附材料大都是碳基材料，如活性碳與 奈米碳管等，因奈米碳管材料中獨特的晶格排裂結構，遠超過傳統儲氫 方法之儲氫量，因此奈米碳管儲氫是目前熱門之研究，但以其作為商業

化的儲氫材料技術仍未成熟，且價格昂貴，因此仍有待更深入的研究

〔54〕。

2.6.1 儲氫罐的安全法規

為了安全性之考量，國際上訂定了相當多之規範，如〆DOT-CFFC、

97/23/EC 等等，來界定其測試之標準，其中規定較為嚴苛的首推DOT-CFFC規範。根據DOT-CFFC 測試規範之規定，對於一合格的壓力容器需 通過〆水壓爆破、落擊、室溫壓力循環、環境循環、熱循環、槍擊及燃燒 等七項測試，針對高壓鋼瓶檢查基準如表2-7〔28〕。

表2-7 無縫鋁合金複合材料、鋼製高壓鋼瓶檢查基準〔28〕

第三章 實驗方法與設備