氫能作為可再生清潔能源，對(duì)構(gòu)建低碳高效的現(xiàn)代能源體系，實(shí)現(xiàn)環(huán)境發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。為推動(dòng)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展，國(guó)家各部委先后印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2021?2035》等文件，形成以交通運(yùn)輸行業(yè)為驅(qū)動(dòng)的氫能發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略。

根據(jù)現(xiàn)有安全制造材質(zhì)和工藝，儲(chǔ)氣瓶一般分為四型。一型瓶(Ⅰ型)是金屬儲(chǔ)氣瓶；二型瓶(Ⅱ型)是金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞儲(chǔ)氣瓶；三型瓶(III型)是金屬內(nèi)膽纖維全纏繞儲(chǔ)氣瓶；四型瓶(IV型)是非金屬類的纖維全纏繞儲(chǔ)氣瓶。I型、II型、III型儲(chǔ)氣瓶均存在容量/質(zhì)量(所容氣體量與瓶身質(zhì)量)比低的缺點(diǎn)。現(xiàn)有I型、II型、III型儲(chǔ)氣瓶均有內(nèi)膽，其制作成本高，且目前尚未有使用復(fù)合材料通過(guò)3D打印機(jī)制作全纏繞無(wú)內(nèi)膽儲(chǔ)氣瓶的方法。 

未來(lái)的氫動(dòng)力汽車需要更輕、更經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)氫瓶，所涉及的技術(shù)挑戰(zhàn)和巨大的市場(chǎng)潛力。與使用金屬的I、II和III型儲(chǔ)氣瓶以及使用塑料內(nèi)膽的IV型儲(chǔ)氣瓶相比，V型壓力容器重量最輕，主要采用碳纖維增強(qiáng)的全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有內(nèi)膽。然而，由于在高壓（高達(dá)14000 psi/993 bar）下，內(nèi)膽起到了防止氣體和低溫液體滲透到復(fù)合材料層壓板中的屏障作用，因此建造能夠可靠運(yùn)行數(shù)千次增壓循環(huán)的無(wú)內(nèi)膽儲(chǔ)氣瓶并非易事。

即使有內(nèi)膽，金屬內(nèi)膽也可能造成嚴(yán)重的問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，氣瓶疲勞壽命設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于其金屬內(nèi)襯。在實(shí)際使用過(guò)程中金屬內(nèi)襯承受的為低周疲勞，而金屬內(nèi)襯在制備過(guò)程中或多或少存在凹坑、裂紋等缺陷，在承受載荷的過(guò)程中，缺陷位置容易造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致金屬內(nèi)襯提前失效，從而無(wú)法充分發(fā)揮外層纖維纏繞層高強(qiáng)度的特性，影響最終的使用性能。特別是對(duì)于薄壁金屬內(nèi)襯復(fù)合材料氣瓶，其疲勞及爆破性能對(duì)金屬內(nèi)襯的缺陷存在更加敏感。

塑料內(nèi)膽雖然在高壓狀況下，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，但塑料內(nèi)膽與金屬接頭很難做到密封連接，易發(fā)生氫氣泄漏。對(duì)溫度相比金屬內(nèi)膽更加敏感。在一些情況下，缺陷也會(huì)導(dǎo)致不良的結(jié)果。

無(wú)內(nèi)膽復(fù)合材料壓力容器有如下諸多好處：

目前在國(guó)內(nèi)，V型瓶的技術(shù)目前市場(chǎng)上尚在研究階段，即使有生產(chǎn)也未形成規(guī)模。未來(lái)，V型無(wú)內(nèi)膽復(fù)合材料壓力容器會(huì)像金屬氣瓶一樣無(wú)處不在。