Největší problém, který brzdí rozvoj vodíkové ekonomiky je jeho skladování. Zdá se, že američtí vědci našli řešení.
Vodík může být řešením většiny energetických problémů současného světa: mohl by nahradit ropu, až vyschnou její zásoby, lze v něj přeměňovat výkon solárních i jiných elektráren v obdobích, kdy pro něj není jiné využití. Lze jím pohánět motory aut. Jeho spalování zanechává podstatně méně škodlivých emisí, protože jeho hlavním produktem je voda. Vodík má ovšem i záporné stránky. Jednak jsou současné metody jeho výroby drahé, především ale zatím není známá metoda bezpečného a zároveň levného skladování.
Skladování vodíku je zatíženo velkými obtížemi. Vodík má nízkou hustotu, molekuly vodíku jsou malé, proto mohou difúzně pronikat i některými materiály jako jsou plasty nebo některé kovy a to v kapalném i plynném stavu. Způsobuje také vodíkové křehnutí a je vysoce reaktivní. Existuje několik technických možností skladování vodíku. Nejpoužívanější variantou je skladování plynného vodíku v bateriových zásobnících. Pro větší skladovací množství se využívá skladování v kapalném skupenství. Skladování velkého množství vodíku v hydridech kovů se z finančních důvodů nevyužívá, skladování vodíku v pevném stavu nebo v tzv. Slush modifikaci se dosud prakticky nepoužívá.
Skladování vodíku v plynném skupenství
V případě skladování plynného vodíku se obvykle používají tlaky mezi 40-200 MPa. Zásobníky se vyrábějí z nízkouhlíkové oceli bez použití svaru. Nádoby jsou obvykle v bateriovém uspořádání. Pro vyšší objemy se používají vysokotlaké nádoby (tlaky kolem 100 MPa). Energetická náročnost skladování stlačeného plynného vodíku je nižší než v případě skladování vodíku v kapalné formě. Poměrně vysoké jsou náklady na výrobu vysokotlakých nádrží, stejně jako náklady na kompresi. Přes tuto skutečnost se však jedná o variantu nejčastěji používanou.
Jedním z konkrétních využití skladování plynného vodíku je městská hromadná doprava. Na běžné lince č. 256 v Neratovicích jezdí TriHyBus z vývojových dílen Ústavu pro jaderný výzkum v Řeži a pěti dalších podniků ze třech zemí. Do zásobníků na střeše vozidla se plní 20 kg plynného vodíku pod tlakem 350 barů a na jednu nádrž ujede TriHyBus až 300 kilometrů. Jedná se o vůbec první vodíkový autobus ve střední a východní Evropě, i když jeho technologie není jen čistě vodíková. TriHyBus je totiž unikátní i mezi obdobnými vodíkovými vozidly. Využívá systém trojitého hybridního pohonu: vodíkových palivových článků, baterie a výkonných kondenzátorů zvaných ultrakapacitory. Na světě jezdí stovky čistě vodíkových autobusů a v Německu už existuje dokonce celá síť plnících stanic, stejně tak jako v USA.
Skladování vodíku v kapalném skupenství
Skladování kapalného vodíku je složité a energeticky i finančně náročné. Vodík totiž musí být ochlazen pod teplotu varu při požadovaném tlaku. Proces ochlazení a komprese při tom znamená ztrátu až 30 procent energie, uchovávané v kapalném vodíku. Další energie se ztrácí při celé řadě dalších nutných chemických procesů. Zvláštní pozornost je zapotřebí věnovat stopovému množství zbytkového kyslíku, jehož koncentrace v kapalném vodíku nesmí kvůli nebezpečí výbuchu překročit hranici 1 ppm. Sečteme-li náklady na proces převedení plynného vodíku do kapalné fáze a náklady na výstavbu tepelně izolovaných nádrží, pak skladování vodíku v kapalné formě se stává finančně velmi náročným procesem.
Vzhledem k fyzikálně-chemickým vlastnostem vodíku a s tím souvisejícími nároky na skladovací zařízení je obvykle kapalný vodík skladován ve vysokotlakých nádržích vybavených tepelnou izolací, nebo v nádobách, které jsou vybaveny dvojitou stěnou a vakuovým meziprostorem.
Ve směsi se vzduchem je vodík extrémně třaskavý, takže ani tlakové nebo chlazené nádrže nejsou ideálním řešením. Navíc jsou těžké a drahé. Badatelé se proto snaží vodík vázat v pevných látkách. Cílem je hmota, která by třaskavý plyn uvolňovala jen za přesně stanovených podmínek. Takových materiálů už je známo poměrně hodně, všechny jsou ale drahé, nebo mají jiné nectnosti. Bezpečné skladování vodíku je proto jednou z největších výzev současné vědy, nad níž bádají desítky týmů.
Nová metoda skladování vodíku je na světě
Vědci se pokoušejí skladovat vodík i v hydridech kovů, v alkalických zeminách a naposledy i v plynech. Systémy skladování v hydridech kovů jsou založeny na principu snadné absorpce plynu určitými materiály, za podmínek vysokého tlaku a mírných teplot. Tato látky pak uvolňují vodík jako plyn v případě, kdy jsou zahřívány při nízkých tlacích a relativně vysokých teplotách. V podstatě tyto materiály, nasávají a uvolňují vodík jako „houba".
Výhodou v tomto případě je, že vodík se stává součásti chemické struktury těchto kovů, a proto není potřeba vysoký tlak nebo nízká teplota pro vlastní provoz. Jelikož vodík je uvolňován z hydridů pro použití při nízkém tlaku, jsou hydridy ze své podstaty nejbezpečnější ze všech systémů skladování.
Jak referuje poslední číslo časopisu Nature Chemistry, badatelům z Carnegieho vědeckého institutu ve Washingtonu se podařilo vytvořit pro skladování vodíku unikátní materiál. Po hydridech a zeminách použili plyn. Při provádění pokusů vědci zjistili, že xenon, vzácný plyn, který normálně není reaktivní, spojený s molekulárním vodíkem H2 vytvořil pod tlakem úplně nový materiál s neobvyklými chemickými vazbami. Po celé řadě zkoušek se jim podařilo vytvořit materiál, který měl stabilní složení. Při těchto pokusech vědci používali různé tlaky od 41 do 255 MPa s použitím rentgenového nebo infračerveného záření a Ramanovu spektroskopii. Interakce xenonu s vodíkem, který jej obklopoval, dal vzniknout neobvyklé stabilitě. Objev je počátkem nového druhu materiálů, který nás může opět o něco rychleji dovést k novým vodíkovým technologiím. Objev otevírá nové možnosti a cesty k vyřešení problému se skladováním vodíku.