Le stockage de l’hydrogène à haute densité est un défi pour les applications fixes et portables et reste un défi important pour les applications de transport. Les options de stockage actuellement disponibles nécessitent généralement des systèmes à grand volume qui stockent l’hydrogène sous forme gazeuse. Cela pose moins de problème pour les applications fixes, où l’empreinte des réservoirs de gaz comprimé peut être moins critique.
Cependant, les véhicules à pile à combustible nécessitent suffisamment d’hydrogène pour fournir une autonomie de plus de 300 miles avec la possibilité de faire le plein rapidement et facilement. Alors que certains véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène légers (FCEV) capables de cette gamme sont apparus sur le marché, ces véhicules reposeront sur le stockage à bord de gaz comprimé à l’aide de réservoirs composites à grand volume et à haute pression. Les volumes de stockage importants requis peuvent avoir moins d’impact pour les véhicules plus gros, mais fournir un stockage d’hydrogène suffisant sur toutes les plates-formes légères reste un défi. L’importance de l’objectif d’autonomie de 300 milles peut être appréciée en regardant la répartition des ventes par tableau d’autonomie sur cette page, qui montre que la plupart des véhicules vendus aujourd’hui sont capables de dépasser ce minimum.
En masse, l’hydrogène a près de trois fois la teneur en énergie de l’essence — 120 MJ / kg pour l’hydrogène contre 44 MJ / kg pour l’essence. Sur la base du volume, cependant, la situation est inversée; l’hydrogène liquide a une densité de 8 MJ / L alors que l’essence a une densité de 32 MJ / L, comme le montre la figure comparant les densités énergétiques des carburants basées sur des valeurs de chauffage plus faibles. Des capacités de stockage d’hydrogène à bord de 5 à 13 kg d’hydrogène seront nécessaires pour répondre à l’autonomie de la gamme complète des plates-formes de véhicules légers.
Pour surmonter ces défis, la FCTO poursuit deux voies stratégiques, ciblant à la fois des solutions à court et à long terme. La voie à court terme se concentre sur le stockage de gaz comprimé, en utilisant des récipients sous pression avancés en composites renforcés de fibres capables d’atteindre une pression de 700 bars, en mettant l’accent sur la réduction des coûts du système. La voie à long terme se concentre à la fois sur (1) le stockage de l’hydrogène à froid ou cryocomprimé, où une densité d’hydrogène accrue et des récipients sous pression isolés peuvent permettre d’atteindre les objectifs du DOE et sur (2) les technologies de stockage de l’hydrogène à base de matériaux, y compris les sorbants, les matériaux de stockage de l’hydrogène chimique et les hydrures métalliques, avec des propriétés susceptibles d’atteindre les objectifs du stockage de l’hydrogène du DOE.