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总部位于英国的 DuraStor 和后续主机财团被动员起来，以找到一种安全有效的方式，在高压下储存足够的氢气或天然气，使燃料电池驱动的电动汽车拥有与传统液态石油燃料和内燃机相当的行驶里程。热塑性复合材料提供了一种可能的解决方案。
图中所示为碳纤维/乙醛胶带缠绕容器部分缠绕。
最大的障碍之一是氢气燃料储存。几十年来，工业界一直在安全地处理氢气，几乎可以在任何地方从各种投入（生物质、煤炭、地热、水电、核能、太阳能、风能、水电解，甚至 CNG 生产氢气。从成本、能源安全和生命周期分析的角度来看，这种灵活性非常有益。但这种极轻的气体（比空气轻 14 倍）的能量密度（按重量计）是传统液体石油燃料的三倍，但能量（按体积计）要少得多。此外，氢分子是世界上最小的，因此储存容器的抗渗透性成为一个真正的问题，以免燃料泄漏。因此，很难在大多数汽车的小空间内装足够数量的 H2，以复制当今汽油动力汽车每油箱 500 公里的行驶里程，尤其是当目标是在不增加车辆质量的情况下实现这一点时。尽管有替代方案，但最实用、成本最低的车载 H2 储存方法是将工作压力为20-70 MPa 的压缩气体储存在储罐中，储罐必须进行爆破强度为其额定压力两倍的试验。
今天氢气储存可使用四种类型的压力容器
I 型（全钢）容器既重又笨重。II 型储罐（用碳纤维/环氧树脂缠绕的钢或铝内衬）它们更轻，但成本更高。每一个都能承受高达 30MPa 的工作压力，用于散装运输或加油站的固定气体储存。
III 型储罐与 II 型储罐类似，但完全采用碳/环氧复合材料缠绕。它更轻，但成本更高，可承受更高的工作压力（至 82.5 MPa，带有铝内衬），主要用于商用卡车上的 H2 或 CNG 储存。
IV 型储罐采用高密度聚乙烯（HDPE）或完全包裹碳纤维/环氧树脂的橡胶衬里。最轻但最昂贵的是，它们的性能与 III 型坦克相似。不幸的是，某些金属和合金往往会吸收 H2，导致脆化，从而降低油箱的耐久性。混合材料储罐在混合材料界面处容易疲劳，这会限制其使用寿命。此外， 热固性环氧树脂基体使报废回收变得复杂，这对销往欧盟的汽车制造商来说是一个额外的难题。以前可用储罐，储存的燃油太少，无法满足足够的行驶里程，难以回收和/或缺乏足够的耐久性，无法在汽车上大量使用。
模塑工艺中生产的样品，使用类似但不完全相同的 POM 等级和不同的添加剂包覆，验证初步测试结果的准确性。初步测试结果是在具有 POM 等级和添加剂包覆的注塑样品上进行的。相关性非常好，研究小组得出结论，配方和加工差异不会对聚合物的行为产生负面影响。
2014 年， DuraStor 团队关于其 2010-2013 年研究的第一份公开报告表明，只要内衬的标称壁厚足够大， 内衬和外包装材料就满足或超过当前的性能要求≥5 毫米。报告后的工作——一项回收研究、额外的衬垫成型试验和初步的外包装缠绕试验——已经产生了数据，将由主办团队用于确定 UD 胶带的缠绕路径。下一步，研究将集中在通过巩固班轮和外包装生产整体式船舶上。其他计划中的项目包括对纤维缠绕头进行改造，以及开发嵌入式/交钥匙机器人制造单元，使混合容器制造商能够采用 DuraStor 技术。随后， HOST 将在 H2 动力的燃料电池汽车（FCV- fuel-cell vehicle ） （上进行一个真实世界的示范项目，以验证材料和工艺技术，并建立一个完全有能力的供应链。
此文件是 2015 年 2 月报道的。编译此文件， 一是再次引起对复合材料压力容器的关注。二是注意热塑性复合材料，已经进入这个行业了。三是液氢储存罐的难度远大于此类产品。
杨超凡简介：飞机制造高级专家，近年专攻民机复合材料。原航空工业部首批研究员级高级工程师，享受国务院特殊津贴
原文始发于微信公众号（复材网）：专家杨超凡：热塑性复合材料储氢罐的发展及在航空领域的尝试
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