吸附储氢作为一种新兴的储氢技术，以其储氢密度高、充放氢速度快且安全性好等特性被认为是最有前景的一种储氢方式。在吸附材料罐进行氢气充装时，吸附热和压缩功的产生使得罐体温度升高，吸附效果降低，氢气更多地以气态的形式存在而非吸附态，使得罐体压力升高。即充气过程中的热效应会使压力过高，增加压缩机耗功的同时也带来了安全性的问题；在放气过程中则相反，温度的降低会使氢气不易脱附，使罐内残余量增加。所以，有必要对吸附罐的充放气特性进行研究，本文利用COMSOLMultiphysics软件对小型吸附罐的充放氢过程进行模拟，并对充气过程进行了优化。具体工作及成果如下：
　　首先介绍了吸附材料以及吸附储氢系统方面的研究发展现状，尤以活性炭和金属有机骨架材料的储氢效果更好、相关研究更多。接着，针对本文所进行的模拟理论进行了分析。对吸附过程涉及的质量守恒、动量守恒、能量守恒进行了描述，给出了质量源、热源项等在吸附条件下的计算公式。为了描述氢在多孔材料中的吸附行为，介绍了吸附理论、吸附等温线、吸附热的计算以及气体状态方程的应用情况。
　　然后本文采用流场和温度场耦合的方式，模拟了金属有机骨架(MOF)-177低温吸附储氢罐的充放气过程，得到了压力、温度、吸附量等的变化趋势，并与MOF-5材料进行了对比。根据结果得出了以下结论：将吸附剂从MOF-5更换为体积储氢和质量储氢性能更好的MOF-177的材料，会明显降低充气过程的最高压力及冷却后的平衡压力；罐体的中心偏下处受入口和环境影响较小，传热效果不佳，导致热量集中形成高温区，严重影响吸附效果；从质量平衡可以看出，在低温条件下，吸附储氢相较于气态储氢具有相当可观的优势。
　　最后在性能较好的MOF-177吸附罐的基础上进行充气过程优化。首先改变充气速率，先快后慢的充气策略比先慢后快的充气策略具有更低的最高温度；接着提高吸附剂热导率，充气温升和压升明显得到改善，但收益随着热导率的升高而减小；添加换热肋片，一方面打乱了罐内原本的流场，速度集中在罐体中心，使得入口影响增大，低温区扩大。另一方面改变了换热结构，肋片附近温度进一步降低。