Vzhledem k nízké hustotě vodíku je nutné jej skladovat stlačený v tlakových nádržích. Ty musí být odolné proti tlaku, vnějším vlivům a správně utěsněné, aby nedocházelo k úniku. Vodík je plyn s nejmenší molekulou, a proto je pro jeho skladování nutné použít speciální materiály. Když se vodík dostane do kontaktu s ocelí nebo hliníkem, dochází k tzv. vodíkové křehkosti, která může zhoršit životnost tlakových lahví, což opět vyžaduje použití některých speciálních materiálů. Samotné stlačování vodíku je energeticky náročné. Vodík je velmi špatně stlačitelný plyn. Má obrácený Jouleův-Thompsonův koeficient, proto je na jeho stlačení potřeba mnohem více energie než u jiných plynů. Pro stacionární skladování vodíku se používají velkoobjemové ocelové nebo kompozitní tlakové nádrže (Vodíková strategie České republiky, 2021, s. 81).   

Jouleův-Thomsonův jev, známý také jako Jouleův-Kelvinův jev, je změna teploty plynu nebo kapaliny při jejich rozpínání nebo protlačování malým otvorem či porézním materiálem. Tento jev je pojmenován podle Jamese Joulea a Williama Thomsona (lorda Kelvina).

Jak se plyn rozpíná, jeho teplota klesá. Je to proto, že expanze plynu působí na okolí prací, která vyžaduje energii. Energie potřebná pro tuto práci je odebírána z vnitřní energie plynu, což způsobuje pokles jeho teploty.

Jouleův-Thomsonův koeficient je mírou změny teploty plynu nebo kapaliny při jejich rozpínání. U většiny plynů je tento koeficient kladný, což znamená, že teplota plynu při jeho rozpínání klesá. U kapalin může být Jouleův-Thomsonův koeficient kladný nebo záporný v závislosti na konkrétních vlastnostech kapaliny.

Jouleův-Thomsonův jev má praktické využití v chladicí a klimatizační technice a také v ropném a plynárenském průmyslu, kde se používá k měření teploty a tlaku zemního plynu v různých fázích výrobního procesu.

Pro stacionární použití se obvykle používají ocelové nesvařované lahve z nízkouhlíkové nebo legované oceli. Vyrábějí se v objemech od několika litrů do přibližně 50 l pro běžné použití. Pro mobilní aplikace se obvykle používají některé kompozitní tlakové nádoby. Vyrábějí se v objemech od několika desítek litrů do přibližně 300 l. Běžný provozní tlak je 350 barů, v nejnovějších aplikacích 450 až 700 barů. V mnoha aplikacích je válcový tvar mírně deformován v závislosti na potřebách instalace do úložného prostoru vozidla. Pokud chce někdo skladovat vodík ve vysokotlakých nádržích, musí jej nejprve stlačit na požadovaný tlak. Ke stlačování vodíku se používají především pístové kompresory. Energie potřebná ke stlačení vodíku při tlaku 350 barů dosahuje přibližně 30 % energie paliva (Krátký, 2012, s. 37).

 

Další možností skladování vodíku v plynné formě je jeho uložení v podzemních úložištích. Obvykle se jedná o některé vytěžené solné doly nebo jeskyně zemního plynu a prázdná plynová pole. Ve světě se tato metoda používá na několika místech, například v Amarillu v Texasu (850 mil. m3), ve francouzském Beynes (330 mil. m3), v anglickém Billingtonu (2,2 mil. m3). Další úložiště lze nalézt například v Německu a Holandsku (Krček, 2010, s. 20)