驾车者期望汽车在两次加油之间至少行驶 300 英里。对于燃烧汽油或柴油的汽车来说，这不是问题，但对于未来使用无污染氢气为动力的汽车来说，足够的行驶里程仍然是一个真正的障碍[参见史蒂文·阿什利的《通往燃料电池汽车之路》；《大众科学》，3 月]。尽管付出了相当大的努力，但工程师们至今未能找到一种方法，将足够多的氢气（宇宙中密度最低的物质）装载到汽车上。
传统的紧凑型氢气存储方法——将气体压缩到高达每平方英寸 10,000 磅 (psi) 或将其冷却到低温使其液化（约为零下 252 摄氏度）——只能达到将足够燃料装入油箱大小的容器中所需能量密度的一半左右。几年前，研究人员认为可以从甲醇等液态碳氢化合物中化学提取氢气，但这些方案并未成功。自那时以来，尽管通用汽车、丰田、宝马和其他公司有长期的研究计划，但仍然缺乏解决这一包装问题的方案。但最近出现了进展的迹象。通用汽车及其位于加利福尼亚州马里布的合作伙伴 HRL 实验室的科学家报告说，在两种氢气存储技术——低温吸附和不稳定的复合金属氢化物方面取得了进展。
通用汽车氢气存储研究工作的负责人詹姆斯·斯皮罗特解释说，低温吸附介于压缩和低温存储策略之间。它依靠使气体粘附在具有相当大表面积的材料上。首先，工程师将气体冷却到液氮温度（零下 196 摄氏度）来减少气体的体积，这比液氢温度更容易实现。“然后，他们将其压缩到只有大约 1,000 psi，这迫使氢气物理吸附到材料的许多角落和缝隙中，”他说。经典的高表面积材料是粉末状活性炭，但其他合成物质可能更有前景，包括高孔隙率聚合物和由有机金属分子“笼”制成的材料——封闭金属原子的碳氢化合物框架。
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通用汽车的另一项进展涉及对金属氢化物的改进，其中轻金属元素可以保持氢气。加热时，这些金属氢化物粉末会分解，释放出气体。然而，由于金属原子通过强大的共价键抓住氢气，因此需要高温。近年来，研究人员在硼氢化锂等化合物中取得了更好的性能，其中金属原子与含有多个氢原子的基团形成较弱的离子键。
去年，由 HRL 的约翰·瓦霍领导的团队通过在复合金属氢化物系统中添加硅等物质，大幅降低了分解温度。这些添加剂充当去稳定剂。“本质上，金属和去稳定剂优先结合并取代氢气，”HRL 传感器和材料实验室主任莱斯利·莫莫达解释说。例如，使用氢化镁作为硼氢化锂的去稳定剂，将释放温度从 400 摄氏度降低到 275 摄氏度。此外，该氢化物可以存储其重量 9% 的氢气，超过了经常被引用的 6.5% 的目标。她希望 HRL 的工作人员最终能够找到一种具有足够吸附能力、可以在 150 摄氏度甚至更低的温度下释放氢气的“金发姑娘”化合物。然而，莫莫达承认，氢气的吸收速度仍然太慢；目前的材料可能需要 30 分钟才能加满燃料。
当然，实用的车载存储只是成功氢经济的一半要素；另一半将是一个大型的氢气分配和加气网络。值得庆幸的是，解决后一个问题可能不需要重大的技术突破——只需要大量的资金。