木材炭化获得多孔炭或活性炭，很久以来被人们用于制药和净化，而随着一次世界大战的爆发，出现了对防毒面具的需求，活性炭的气体分离能力和储气能力开始被高度重视。起初人们采用普通活性炭吸附储氢，活性炭是经活化的多孔、有大内表面积和孔容积，以炭素为主要构成元素的具有高表面活性的炭。
活性炭具有像石墨晶粒却无规则排列的微晶，在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，这些孔隙特别是小于20nm的微孔，提供了巨大的表面积，微孔的孔隙容积一般为0.25-0.9mL/g，孔隙数量约为1020个/g，全部微孔表面积约为500-1500m2/g。 微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。
在低温吸附系统中活性炭作为吸附剂，其优点是尺寸、质量适中，但由于活性炭的孔径分布宽，微孔容积小，为维持氢的物理吸附要求的条件较苛刻，即使在低温下储氢量也很低，不到1%，室温下更低。因此，活性炭作为储氢材料的应用受到限制。
后来人们采用比表面积更大，孔径更小、更均匀的高表面积活性炭（比表面积约在2000m2/g以上）作为储存燃料气体的主要载体，用比表面积高达3000m2/g的高性能活性炭储氢，在77K、3MPa条件下可吸氢5%。氢在高性能活性炭上的吸附量，随压力升高而显著增加，压力越高，氢存储容量越大。
氢气在活性炭上的吸附是一种物理过程。温度恒定时，加压吸附，减压脱附。从实测吸附等温线看，脱附线与吸附线重合，没有滞留效应，即在给定的压力区间内，增压时的吸氢量与减压时的放氢量相等。吸氢与放氢仅仅取决于压力的变化。
储氢炭材料主要有单壁纳米碳管（SWNT）、多壁纳米碳管（MWNT）、碳纳米纤维（CNF）、碳纳米石墨、高比表面积活性炭、活性碳纤维（ACF）和纳米石墨等。目前研究的是MWNT、CNF和高比表面积活性炭等炭材料的储氢。