CN101235937B - 一种金属氢化物储氢器及其制备方法 - Google Patents

一种金属氢化物储氢器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种金属氢化物储氢器，其特征在于：在储氢器中放置网状金属管作氢气导流管用。同现有的技术比较，本发明具有以下突出优点：1)采用网状金属导流管结构，由于其丝网结构可提供多个氢气流动和热传导通道，因此不易发生堵塞，保证了气流畅通和良好的传热特性，从而确保了储氢器的快速吸放氢性能。2)网状金属导流管有弹性，在储氢合金吸氢膨胀时可缩小，因此采用该结构可减小储氢器的预留间隙，充分利用储氢器的有限空间，增加储氢合金的装填量，提高储氢器的体积比容量；同时该结构重量轻，可提高储氢器的重量比容量。3)本储氢器具有结构简单，安装方便，成本低廉，性能优良，长期运行稳定、安全、可靠的特点。

Description

一种金属氢化物储氢器及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氢气的存储技术，特别涉及一种金属氢化物储氢器。
背景技术
氢能源将成为未来清洁、无竭的新能源，因为氢气燃料值高，燃烧相同重量的煤、石油与氢气，氢气放出的能量为石油的3倍，煤的6倍；氢燃烧的产物是水，对环境无污染，真正实现零排放；氢气的来源广泛，可再生和重复利用，因此氢能作为重要的二次能源和清洁能源，越来越受到人们的重视。但氢气是一种密度非常小，性质活泼的气体，很难储存。目前实际应用的氢气储存与输送的方式有三种，即高压容器(钢瓶)、液氢储罐(低温杜瓦瓶)及金属氢化物储氢器。用金属氢化物储氢器储存、输送氢气的突出优点是安全性好，单位重量储氢密度远高于高压容器和液氢储罐。金属氢化物储氢器既是一个反应器，又是一个热交换器。装置结构应保证有效地进行热交换、确保氢气流动畅通，同时还要考虑到增加储氢合金的装填量，从而提高储氢器的比容量。
目前储氢器常用的导流管是多孔铜管、不锈钢管、粉末冶金制成的中空圆柱形过滤器等，这些导流管孔眼易发生堵塞而引起氢气流动不畅，影响储氢器的吸放氢速度；同时这些导流管均为实体结构，重量和占据的空间相对较大，降低了储氢器的比容量。而且这些导流管安装困难、工艺复杂、制作成本高，尤其是在小型储氢器中的使用更为不便。
有的储氢器内部采用蜂巢结构来保证储氢器的快速吸放氢性能，但蜂巢结构占去了储氢器的大量空间，大大降低了储氢器内部空间的利用率，减小了储氢合金的装填量，影响了储氢器的比容量；同时蜂巢结构的加工工艺也比较复杂。
综上所述，既能确保储氢器的快速吸放氢性能，又能增加储氢合金的装填量，从而提高储氢器的比容量，一直是一个技术难题。
因此本发明的主要目的在于提供一种具有快速吸放氢性能和高比容量的金属氢化物储氢器，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属氢化物储氢器。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明的金属氢化物储氢器采用网状金属管作氢气导流管用，在储氢器中放置的网状金属导流管为铝及其合金、铜及其合金、铁及其合金、镍及其合金、钛及其合金中的一种，或者几种。根据实际需要，储氢器中放置的网状金属导流管为一根，或一根以上。网状金属导流管的截面尺寸不小于1平方毫米。网状金属导流管的网孔尺寸不大于2平方厘米。
该储氢器采用了上述技术方案，具有如下积极效果：
1、由于其丝网结构可提供多个氢气流动通道，因此不易发生堵塞，保证了气流畅通，从而确保了储氢器的快速吸放氢性能。
2、网状导流管有弹性，在储氢合金吸氢膨胀时可缩小，因此采用该结构可减小储氢器的预留间隙，充分利用储氢器的有限空间，增加储氢合金的装填量，提高储氢器体积比容量；同时该结构重量轻，可提高储氢器重量比容量。
附图说明
图1是本发明的一种金属氢化物储氢器的结构示意图。
图2是本发明的一种金属氢化物储氢器的截面俯视图。
图中：1气体阀门；2连接头；3筒体；4储氢合金；5网状金属导流管。
具体实施方式
实施例1
金属氢化物储氢器，其内部结构和外形为：不锈钢筒体，外径Φ50mm，长180mm。网状导流管是铝制作的，导流管直径为5mm，长为165mm，根数为1，将网状导流管置于筒体中。灌装AB型TiFe储氢合金粉末。气体阀门通过连接头与筒体连接，连接头装过滤器。对储氢器抽真空排气至150Pa后充入纯度为99.99％、压力为2～4MPa的氢气，储氢器内的储氢合金开始吸氢，并逐渐转化为氢化物，吸氢饱和后储氢合金完全转化为金属氢化物，首次活化完成后，再进行4次充放氢操作，该储氢器即可投入使用。试验结果：与其他类储氢器相比，该储氢器预留空间减少了15％。在室温下经过1000次反复吸放氢操作，该储氢器完好无损，储氢容量和吸放氢速度无衰减。
实施例2
金属氢化物储氢器，其内部结构和外形为：铝合金筒体，外径Φ120mm，长480mm。网状导流管是铜制作的，导流管直径为10mm，长为455mm，根数为3，将网状导流管沿筒体轴线均匀置于筒体中。灌装AB5型混合稀土储氢材料MmNi4.5Cr0.5合金粉末。气体阀门通过连接头与筒体连接，气体阀门装过滤器。活化过程与实施例1相同，活化次数3次即可。试验结果：与其他类储氢器相比，该储氢器预留空间减少了38％。在室温下经过1000次反复吸放氢操作，该储氢器完好无损，储氢容量和吸放氢速度无明显衰减。
本发明为一种突破现有技术的设计方案，也可用其它的特殊形式实现，因此，上述所列实施例为非限制性实施例，而其它合乎本发明权利要求书所定义的范围或为其技术实施方案等效者，均应包含在本发明的保护范畴内。

Claims (2)

1.一种金属氢化物储氢器，其特征在于：在储氢器中放置网状金属管作氢气导流管用，丝网结构提供多个氢气流动通道，不易发生堵塞，保证了气流畅通，确保了储氢器的快速吸放氢性能；
网状导流管有弹性，在储氢合金吸氢膨胀时可缩小，采用该结构可减小储氢器的预留间隙，充分利用储氢器的有限空间，增加储氢合金的装填量，提高储氢器体积比容量，同时该结构重量轻，可提高储氢器重量比容量；
在储氢器中放置的网状金属导流管为铝及其合金、铜及其合金、铁及其合金、镍及其合金、钛及其合金中的一种，或者几种；
在储氢器中放置的网状金属导流管的截面尺寸不小于1平方毫米；
在储氢器中放置的网状金属导流管的网孔尺寸不大于2平方厘米。
2.根据权利要求1所述的储存器，其特征在于：在储氢器中放置的网状金属导流管为一根以上。 
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