在全球能源结构转型的背景下，氢能作为一种清洁能源载体，因其高能量密度和零碳排放的潜力而日益受到重视。氢能的应用前景广泛，涵盖了交通运输、工业能源和电力系统等多个重要领域。然而，氢气的存储和运输因其在常温常压下的低体积能量密度而面临诸多技术挑战。尽管传统的高压和液态氢储存技术已相对成熟，但这些技术的能耗高、成本昂贵且存在安全风险，限制了氢能的大规模应用。在此背景下，固态氢储存技术因其潜在的高能量密度、低成本和更好的安全性而成为研究热点。固态氢储存主要通过化学吸附、准分子形式(物理化学)或库巴斯相互作用方式实现，涉及一系列纳米材料和纳米技术，如金属有机框架（MOFs）、金属氢化物和纳米复合材料等。这些材料能够在较低的压力和温度下实现高效的氢吸附和释放，展现出优异的储氢能力。

本综述文章对现有的固态氢储存技术进行了全面回顾，分析了各类储氢材料的性能特点、储氢机制以及面临的科学和技术挑战。特别关注了纳米技术在储氢材料性能改进中的应用，如结构设计、表面功能化以及纳米复合材料的开发。文章还探讨了材料的合成方法、表征技术和储氢性能评价标准，为研究人员和技术开发者提供了全面的科学参考和技术指导。通过对先进固态氢储存材料和技术的深入分析，本文指出了当前研究的进展和关键技术瓶颈，同时展望了材料科学和工程技术在推动氢能应用方面的未来发展方向，特别是在材料的可规模化制备、系统集成和经济性评估等方面的潜在突破。此外，高通量材料筛选和机器学习等现代科技手段在加速固态氢储存材料研发进程中的作用也被充分讨论，为未来材料的创新和优化提供了新的思路和工具。

在本综述文章中，我们采用了两种主要的研究方法：系统的文献回顾和前瞻性分析。首先，通过深入研究过去十年的学术出版物以及行业报告，本文全面评估了固态氢储存技术，尤其是MOFs、金属氢化物和纳米复合材料的发展。这一部分详细讨论了各类材料在氢吸附和释放过程中的机理，如物理吸附、化学吸附和库巴斯相互作用，并对比了它们的储氢效率、循环稳定性和经济性。

此外，文章中的前瞻性分析部分提出了我们的观点（perspective），特别强调了技术经济分析（TEA）的重要性。TEA分析的核心在于评估各种固态氢储存材料和技术的成本效益，包括MOFs、镁基合金和新型吸附剂等，以确定它们在未来能源系统中的经济可行性和潜在市场竞争力。在TEA部分，我们还分析了材料制备、系统集成和操作过程中的成本因素，以及这些技术实现商业化所面临的经济障碍。此外，还考虑了从原型车到商业部署的不同发展阶段的成本动态变化。通过模型驱动的材料开发流程，结合市场需求预测和成本下降趋势，文章提出了一系列策略来优化材料和技术的成本效益。

通过TEA，我们评估了固态氢储存技术的商业潜力和经济可行性，探讨了降低成本、提高系统效率和市场竞争力的策略。这一分析不仅指明了当前技术面临的经济挑战，也提出了创新解决方案，为固态氢储存技术的商业化和规模化应用提供了战略指导。

Jeffrey J. Urban. Dr. Urban是劳伦斯伯克利国家实验室的杰出科学家，同时担任分子铸造实验室的无机部门主任。他的研究集中在纳米材料的能量转换应用上，特别关注材料界面和纳米结构如何影响能量转换效率。Urban博士通过创新的纳米技术开发，推动了高性能能源存储和转换系统的研究，致力于解决可持续能源技术面临的关键科学和工程挑战, 如通过开发新型固态氢储存技术和其他可持续能源技术来增加能源效率和减少环境影响等。

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敦超超博士是劳伦斯伯克利国家实验室的项目科学家，现任职于分子铸造部。他在2017年从美国维克森林大学获得物理学博士学位，随后在伯克利国家实验室开展了一系列关于氢储存和可持续能源开发的先进研究。敦博士主要从事纳米材料及其在清洁能源和环境恢复方面的应用，科研成果在氢能源和环境科学领域具有广泛影响。

Dun C, Wang X, Chen L, et al. Nano-enhanced solid-state hydrogen storage: Balancing discovery and pragmatism for future energy solutions. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6876-y.