目前，高壓儲氫罐主要包括全金屬氣瓶（I型）、金屬內襯纖維環(huán)繞氣瓶（II型）、非金屬內襯纖維全繞氣瓶（III型）和非金屬襯纖維全繞氣罐（IV型）集裝箱的安全監控。質(zhì)量?jì)涿芏葍H為1%~1.5%，常用于在鋼瓶筒段外側包裹復合纖維的少量氫II型鋼瓶的固態(tài)儲存。制造成本比I型氣瓶高50%，但重量減少了30%~40%，III型氣瓶使用復合纖維材料完全包裹金屬內襯。此時(shí)，內襯的主要功能是防止氫氣從復合材料間隙泄漏。無(wú)壓力的缸套相對較薄，使得III型氣缸的質(zhì)量?jì)H為II型氣缸的50%。鄭金陽(yáng)等人設計的鋁內襯纖維纏繞罐，選用碳纖維增強和環(huán)氧樹(shù)脂基體作為承壓層。Enrico開(kāi)發(fā)了87.5MPa鋼制碳纖維纏繞大容量?jì)淙萜?，容量超過(guò)580L，并在大連氫站使用。

IV型氣瓶通常內襯聚合物，如高密度聚乙烯，這會(huì )進(jìn)一步降低氣瓶的質(zhì)量。日本豐田公司開(kāi)發(fā)的非金屬內襯纖維纏繞氣瓶的標稱(chēng)工作壓力為70 MPa，質(zhì)量?jì)涿芏葹?.7%，體積儲氫密度40.8 kg/m3。然而存在一些問(wèn)題，如非金屬襯里對氫氣的密封性差以及金屬和非金屬結構之間的復雜結合。將石墨烯片混合到聚合物基質(zhì)中的方法可以將聚乙烯和不銹鋼之間的粘合強度提高一個(gè)數量級內襯，即所謂的V型，工作壓力為70~100MPa，使用壽命超過(guò)30年，目前仍處于研究階段。

在高壓和固態(tài)復合儲氫的研究中，豐田開(kāi)發(fā)了一種工作壓力為35MPa的氣罐，使用Ti-Cr-Mn合金作為儲氫材料，儲氫容量為7kg，儲氫密度約為40kg/m3。徐雙清等人建立了高壓固態(tài)復合系統儲氫密度的數值分析模型，結果表明，增加合金載荷將顯著(zhù)增加系統的儲氫密度。內部構件的存在導致儲氫密度的質(zhì)量和體積分別降低5.0%~8.2%。分別為2.6%～4.4%。Nguyen等人提出了一種具有三層絕緣結構的便攜式儲氫系統，其工作溫度為77 K，工作壓力小于10 MPa。與商用IV型瓶相比，重量為31%，質(zhì)量容量減少11%，材料成本為42%。復合儲氫技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)高質(zhì)量、高儲氫密度、低脫水溫度和良好循環(huán)的儲氫材料。

在開(kāi)發(fā)高壓氣瓶時(shí)，不僅要注意制造成本和儲氫能力等經(jīng)濟指標，還要注意三個(gè)關(guān)鍵的安全問(wèn)題

（1） 氫脆氫脆是一種長(cháng)期效應，它會(huì )導致金屬材料的機械財產(chǎn)降低，嚴重影響氫儲存和運輸系統的安全，甚至導致容器失效，對周?chē)h(huán)境的氫濃度造成災難性后果，Meng等人研究了X80管線(xiàn)鋼在不同氫濃度下的材料財產(chǎn)，發(fā)現氫濃度越高，Amaro等人提出了管線(xiàn)鋼在氣態(tài)高壓氫工作環(huán)境中疲勞裂紋擴展的預測模型，以防止氫脆的發(fā)生。Komoda等人研究了氫氣中的一氧化碳雜質(zhì)對管線(xiàn)鋼疲勞裂紋加速增長(cháng)的抑制作用。Michler等人報道，鋁合金不受干燥高壓氫氣環(huán)境的影響，此外，Hwang等人指出，使用聚四氟乙烯涂層可以進(jìn)一步提高用于液氫儲罐的奧氏體不銹鋼的抗氫脆性。

（2） 氫滲透滲透性是儲氫中需要考慮的另一個(gè)問(wèn)題。I、II和III型壓力容器的滲透性并不顯著(zhù)。然而，對于具有高氫滲透性的非金屬襯里的IV型壓力容器，滲透性是一個(gè)安全問(wèn)題。新容器的碳纖維外包裝的氫滲透性受到嚴重限制。在即將使用的容器中，大量的微裂紋將影響樹(shù)脂/碳纖維基體，從而增加氫滲透。Wang等人從氫滲透、熱不穩定性和機械損傷方面討論了襯里失效的原因。由于強分子極性和氫鍵，重點(diǎn)是替代材料的優(yōu)化策略。聚酰胺已逐漸成為IV型儲氫的潛在選擇。Sun等人全面研究了填充有層狀無(wú)機組分的聚酰胺6作為儲氫襯里的適用性。但他們沒(méi)有討論氣體循環(huán)對材料的氫滲透性和其他財產(chǎn)的影響。含有未氧化石墨烯片的高抗氣聚乙烯復合材料和碳纖維石墨烯雜化復合材料在輕型高壓儲氣罐中也有廣闊的應用前景。

（3） 復合材料承擔著(zhù)儲氫的主要壓力，一旦失效，就會(huì )引發(fā)嚴重事故。因此，掌握復合纖維材料的破壞機理非常重要。有限元法已被廣泛用于預測復合材料的破壞性能和強度。Wang等人基于A(yíng)BAQUS建立了一個(gè)漸進(jìn)損傷模型，Liu等人比較研究了復合材料容器的兩種不同失效機制：層內損傷和層間剝離，Han和Chang發(fā)現層內損傷是影響復合材料容器力學(xué)財產(chǎn)的主要因素。Han和Chang使用有限元分析評估了III型氫壓力容器在沖擊載荷下的結構完整性，并發(fā)現即使某些層因橫向分層或基體失效而失效，整個(gè)結構在操作條件下甚至在沖擊后也是安全的。Chou等人提出了一個(gè)模型，為了預測先進(jìn)復合材料中纖維斷裂的累積，表明單向復合材料結構的失效會(huì )導致隨機纖維斷裂的形成。在未來(lái)，有必要對真實(shí)工作條件下重復填充的儲罐失效進(jìn)行理論、模擬和實(shí)驗研究。