氫能，即氫氣中所含有的能量。具有環境友好、資源豐富、熱值高、燃燒性能好、潛在經濟效益高等特點。目前，能源危機和環境危機日益嚴重。許多國家都在加緊部署、實施氫能戰略，如美國對運輸機械的“FreedomCAR”計劃和針對規模制氫的“FutureGen”計劃，日本的“NewSunshine”計劃及“We-NET”系統，歐洲的“Framework”計劃中關于氫能科技的投人也呈現指數上升趨勢。但是，氫能的使用至今未能商業化，主要的制約因素就是存儲問題難以解決。因此，氫能的利用和研究成為是當今科學研究的熱點之一。而尋找性能優越、安全性高、價格低廉、環保的儲氫材料則成為氫能研究的關鍵。

 目前，氫可以以高壓氣態液態、金屬氫化物、有機氫化物和物理化學吸附等形式儲存。高壓氣態液態儲氫發展的歷史較早，是比較傳統而成熟的方法，無需任何材料做載體，只需耐壓或絕熱的容器就行，但是儲氫效率很低，加壓到15MPa時質量儲氫密度不超過3%。而且存在很大的安全隱患，成本也很高。

 金屬氫化物儲氫開始于1967年，Reilly等報道Mg2Cu能大量儲存氫氣，接著1970年菲利浦公司報道LaNi5在室溫下能可逆吸儲與釋放氫氣，到1984年Willims制出鎳氫化物電池，掀起稀土基儲氫材料的開發熱潮。金屬氫化物儲氫的原理是氫原子進入金屬價鍵結構形成氫化物。有稀土鑭鎳、鈦鐵合金、鎂系合金、釩、鈮、鋯等多元素系合金。具體有NaH-Al-Ti、Li3N-LiNH2、MgB2-LiH、MgH2-Cr2O3及Ni(Cu,Rh)-Cr-FeOx等物質，質量儲氫密度為2%-5%。金屬氫化物儲氫具有高體積儲氫密度和高安全性等優點。在較低的壓力(1×106Pa)下具有較高的儲氫能力,可達到100kg/m3以上。最近，中科院大連化學物理研究所陳萍團隊發現Mg(NH2)／2LiH儲氫體系可在110℃條件下實現約5%(質量分數)氫的可逆充放。但是，金屬氫化物儲氫最大的缺點是金屬密度很大，導致氫的質量百分含量很低，一般只有2%-5%，而且釋放氫時需要吸熱，儲氫成本偏高。

目前大量的儲氫研究是基于物理化學吸附的儲氫方法。物理吸附是基于吸附劑的表面力場作用，根源于氣體分子和固體表面原子電荷分布的共振波動，維系吸附的作用力是范德華力。吸附儲氫的材料有碳質材料、金屬有機骨架(MOFs)材料和沸石咪唑酯骨架結構(ZIFs)材料、微孔/介孔沸石分子篩等礦物儲氫材料。

 碳質儲氫材料主要是高比表面積活性炭、石墨納米纖維(GNF)和碳納米管(CNT)，是最好的吸附劑，它對少數的氣體雜質不敏感，且可反復使用。超級活性炭在94K、6MPa下儲氫量達9.8%(質量分數)。納米碳纖維儲氫量可達10%-12%（質量分數）。單壁碳納米管最高儲氫容量在80K、12MPa條件下達到了8%(質量分數)，在室溫、10MPa條件下的儲氫容量達到了4.2%(質量分數)。已接近國際能源協會(IEA)規定的未來新型儲氫材料的儲氫量標準：5%。但是離美國2010年到2015年的儲氫容量分別為6％和9％，體積儲氫容量分別為45g/L和81g/L、存儲成本分別為4美元／kWh和2美元／kWh的目標還有很大的差距，特別是在成本方面差距更大。

 金屬有機框架(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)材料是一種將特定材料通過相互鉸鏈形成的支架結構，具有晶體結構豐富，比表面積高等優點。一般地，有機材料作為支架邊而金屬原子作為鏈接點，這種孔洞型的結構能夠使材料表面區域面積最大化，從而表現出良好的儲氫性能。MOF-5在77K及溫和壓力下有質量分數為1.3％的吸氫能力。其他類似的結構中，IRMOF-6和IRMOF-8在室溫、2MPa壓力下的儲氫能力大約分別是MOF-5的2倍和4倍，與低溫下的碳納米管相近。其最大的優勢在于可以通過改變有機配體來調節孔徑的大小，達到調節多孔配體聚合物的比表面積及增加存儲空間的目的，從而提高對氫氣分子的吸附量。但是，MOF框架內含有部分溶劑分子，在保持骨架完好的前提下僅僅依靠升溫來除去骨架中的全部溶劑分子是很困難的。