CN109888334B - 一种小型固体储氢-释氢装置 - Google Patents
一种小型固体储氢-释氢装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109888334B CN109888334B CN201910109524.7A CN201910109524A CN109888334B CN 109888334 B CN109888334 B CN 109888334B CN 201910109524 A CN201910109524 A CN 201910109524A CN 109888334 B CN109888334 B CN 109888334B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- hydrogen
- core body
- release
- outlet pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 180
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 177
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 15
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910019758 Mg2Ni Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910010340 TiFe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本发明公开了一种固体储氢‑释氢装置,包括储氢芯体,加热腔,储氢装置壳体,电磁阀,氢气进/出气管,加热棒,压力传感器和温度传感器;所述的储氢芯体同轴安装在储氢装置壳体内部;所述的加热棒同轴安装于储氢芯体的中空部分的加热腔内部;所述的氢气进/出气管安装于储氢芯体顶部,氢气的输出与输入均通过氢气进/出气管进行;所述的氢气进/出气管上安装有电磁阀;所述的压力传感器以及温度传感器安置于罐体顶端,且传感器探头不与储氢芯体接触。本发明采用独特的储氢芯体结构设计和储氢‑释氢方法,有利于氢气的安全应用,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,具体涉及一种固体储氢-释氢装置。
背景技术
众多新能源中,氢能是具有巨大发展潜力的未来能源之一。氢能是一种洁净的可再生能源,同时又具有可存储、可运输的特点。目前,它是理想的低污染甚至零污染的车用能源。长远来看,它的发展可能带来能源结构的重大改变。然而,在实际应用过程中,其存储和运输是关键。寻找高效低成本且能够规模化利用的储氢方法更是关键。
现有的储氢方法大致包括以下几种方式:高压压缩储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢、吸附储氢、络合物储氢、无机物储氢以及有机液体储氢。然而,低温液态储氢在氢气液化过程中要消耗很大的冷却能量,储存中还不可避免地存在蒸发损失,储存成本较高。高压压缩储氢存在较大的安全隐患。相比于高压气态储氢和液化储氢,采用储氢材料固态储氢能很好的解决传统储氢技术储氢密度低和安全系数差的问题,储氢时使氢气与材料反应或吸附于材料中,需要时再将材料加热或减压释放氢气。固态储氢材料的储氢密度是相同温度压力条件下气态储氢的1000倍左右,而且吸放氢速度事宜,具有高度安全性。合金储氢材料由于其储氢能力强、污染小、安全系数高,是目前最为广泛应用的储氢材料。合金储氢材料是通过金属氢化物的形式来将氢气储存在合金中。合金储氢材料在一定的温度和氢气压力下,发生放热反应吸收氢气生成金属氢化物,并在加热的情况下发生吸热反应释放所吸收的氢气。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种安全可靠的小型储氢-释氢装置,方便氢气的储存与释放。本发明所采用的技术方案如下:
一种固体储氢-释氢装置,包括储氢芯体,加热腔,储氢装置壳体,电磁阀,氢气进/出气管,加热棒,压力传感器和温度传感器;所述的储氢芯体同轴安装在储氢装置壳体内部;所述的加热棒同轴安装于储氢芯体的中空部分的加热腔内部;
所述的氢气进/出气管安装于储氢芯体顶部,氢气的输出与输入均通过氢气进/出气管进行;所述的氢气进/出气管上安装有电磁阀;所述的压力传感器以及温度传感器安置于罐体顶端,且传感器探头不与储氢芯体接触。
可选地,所述的储氢芯体的基体材料为金属纤维毡,金属纤维毡的孔隙率为70~90%,厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
可选地,所述的储氢芯体的基体材料为不锈钢薄片,不锈钢薄片的厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
所述的储氢芯体为中空圆柱波纹体,波纹褶与褶之间的角度为5~20°;储氢芯体的直径为56~156mm,高度为180~290mm,中空部分的直径为20~50mm。
所述的电磁阀在装置正常运行时处于开启状态,在装置需要更换或维修时处于关闭状态。
所述的储氢装置壳体为圆柱形,具有0.7L~2L的容积,壳体直径为60mm~150mm,壳体高度为200~300mm,壳体壁厚度为2mm~4mm,壳体材料由316L不锈钢制成。所述的氢气进/出气管的材质为不锈钢,管内径为0.5cm~1.5cm,管壁厚为2mm~3mm。所述的加热棒的直径为18~48mm,长度为180~290mm,加热棒的功率为200W~600W。
本发明的有益效果在于:本发明采用独特的储氢芯体结构设计和储氢-释氢方法,有利于氢气的安全应用,具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的一种固体储氢-释氢装置的整体示意图的一种实施例。
图2为本发明中储氢芯体的一种实施例。
图3为本发明中储氢芯体的一种横截面视图。
图中:
1-储氢芯体,2-加热腔,3-储氢装置壳体,4-电磁阀,5-氢气进/出气管,
6-加热棒,7-压力传感器,8-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
如图1所示,为本发明的一种固体储氢-释氢装置的一种实施例,其包括储氢芯体1,加热腔2,储氢装置壳体3,电磁阀4,氢气进/出气管5,加热棒6,压力传感器7和温度传感器8;所述的储氢芯体1同轴安装在储氢装置壳体3内部;所述的加热棒6同轴安装于储氢芯体1的中空部分的加热腔2内部;
所述的氢气进/出气管5安装于储氢芯体1顶部,氢气的输出与输入均通过氢气进/出气管5进行;所述的氢气进/出气管5上安装有电磁阀4;
所述的压力传感器7以及温度传感器8安置于罐体顶端,且传感器探头不与储氢芯体1接触。
可选地,所述的储氢芯体1的基体材料为金属纤维毡,金属纤维毡的孔隙率为70~90%,厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
可选地,所述的储氢芯体1的基体材料为不锈钢薄片,不锈钢薄片的厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
结合图2和图3所示,本发明的储氢芯体1为中空圆柱波纹体,波纹褶与褶之间的角度为5~20°;储氢芯体1的直径为56~156mm,高度为180~290mm,中空部分的直径为20~50mm。
所述的电磁阀4在装置正常运行时处于开启状态,在装置需要更换或维修时处于关闭状态。
所述的储氢装置壳体3为圆柱形,具有0.7L~2L的容积,壳体直径为60mm~150mm,壳体高度为200~300mm,壳体壁厚度为2mm~4mm,壳体材料由316L不锈钢制成。
所述的氢气进/出气管5的材质为不锈钢,管内径为0.5cm~1.5cm,管壁厚为2mm~3mm。
所述的加热棒6的直径为18~48mm,长度为180~290mm,加热棒6的功率为200W~600W。
本发明的固体储氢-释氢装置的一种制备顺序为:
将壁厚为2mm,直径为180mm,高度为290mm的不锈钢圆筒的一端采用氩弧焊的方式焊接上直径为180mm,厚度为2mm的不锈钢圆片。然后将直径为170mm,高度为270mm,中空部分直径为40mm,波纹褶之间角度为5°的储氢芯体放置于不锈钢圆筒内。随后将直径为38mm,长度为270mm,功率为400W的加热棒安置于波纹芯体的中空部分,加热棒的导线从储氢装置的底部预留孔引出,并采用环氧树脂胶进行密封。接下来将事先焊接有氢气出气管、压力传感器和温度传感器的顶端封头,采用氩弧焊的方式与壳体焊接为一个整体。
本发明的固体储氢-释氢装置的使用方法为:
首先,是储氢过程:利用真空泵将储氢装置壳体3内的空气抽出,使储氢装置壳体3内的压力小于0.1Pa;氢气的通入和吸附的完成是通过氢气进/出气管5进行的;采用高纯工业氢瓶,在自然阴凉通风的环境下,通过减压阀和干燥***,在0.2~0.4MPa的出口压力范围内缓慢进行充氢,充氢时间为2~3h;在进行充氢前后称重储氢装置,确认充入氢的净质量在预定范围内,完成充氢后,电磁阀4关闭;
其次,是释氢过程:氢气的释放是通过氢气进/出管5进行的;释氢开始时,首先启动加热棒6,使储氢芯体1的温度迅速达到60~100℃,待储氢装置的压力达到0.2~0.4MPa时,开启电磁阀4,向外界释放氢气,释氢结束时关闭电磁阀4。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,所述的固体储氢-释氢装置包括储氢芯体(1),加热腔(2),储氢装置壳体(3),电磁阀(4),氢气进/出气管(5),加热棒(6),压力传感器(7)和温度传感器(8);所述的储氢芯体(1)为中空圆柱波纹体,波纹褶与褶之间的角度为5~20°;储氢芯体(1)的直径为56~156mm,高度为180~290mm,中空部分的直径为20~50mm;储氢芯体(1)同轴安装在储氢装置壳体(3)内部;加热棒(6)同轴安装于储氢芯体(1)的中空部分的加热腔(2)内部;氢气进/出气管(5)安装于储氢芯体(1)顶部,氢气的输出与输入均通过氢气进/出气管(5)进行;氢气进/出气管(5)上安装有电磁阀(4);压力传感器(7)以及温度传感器(8)安置于罐体顶端,且传感器探头不与储氢芯体(1)接触;其特征在于:
首先,是储氢过程:利用真空泵将储氢装置壳体(3)内的空气抽出,使储氢装置壳体(3)内的压力小于0.1Pa;氢气的通入和吸附的完成是通过氢气进/出气管(5)进行的;采用高纯工业氢瓶,在自然阴凉通风的环境下,通过减压阀和干燥***,在0.2~0.4MPa的出口压力范围内缓慢进行充氢,充氢时间为2~3h;在进行充氢前后称重储氢装置,确认充入氢的净质量在预定范围内,完成充氢后,电磁阀(4)关闭;
其次,是释氢过程:氢气的释放是通过氢气进/出气管(5)进行的;释氢开始时,首先启动加热棒(6),使储氢芯体(1)的温度迅速达到60~100℃,待储氢装置的压力达到0.2~0.4MPa时,开启电磁阀(4),向外界释放氢气,释氢结束时关闭电磁阀(4)。
2.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的储氢芯体(1)的基体材料为金属纤维毡,金属纤维毡的孔隙率为70~90%,厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
3.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的储氢芯体(1)的基体材料为不锈钢薄片,不锈钢薄片的厚度为0.1~0.2mm;基体表面涂镀有LaNi或LaNiAl涂层或钛系化合物TiFe、镁系化合物Mg2Ni以及钒、铌、镐的金属合金涂层。
4.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的电磁阀(4)在装置正常运行时处于开启状态,在装置需要更换或维修时处于关闭状态。
5.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的储氢装置壳体(3)为圆柱形,具有0.7L~2L的容积,壳体直径为60mm~150mm,壳体高度为200~300mm,壳体壁厚度为2mm~4mm,壳体材料由316L不锈钢制成。
6.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的氢气进/出气管(5)的材质为不锈钢,管内径为0.5cm~1.5cm,管壁厚为2mm~3mm。
7.根据权利要求1所述的一种固体储氢-释氢装置的储氢-释氢方法,其特征在于:
所述的加热棒(6)的直径为18~48mm,长度为180~290mm,加热棒(6)的功率为200W~600W。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910109524.7A CN109888334B (zh) | 2019-02-11 | 2019-02-11 | 一种小型固体储氢-释氢装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910109524.7A CN109888334B (zh) | 2019-02-11 | 2019-02-11 | 一种小型固体储氢-释氢装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109888334A CN109888334A (zh) | 2019-06-14 |
CN109888334B true CN109888334B (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=66928000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910109524.7A Active CN109888334B (zh) | 2019-02-11 | 2019-02-11 | 一种小型固体储氢-释氢装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109888334B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110686475B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-01-08 | 天马(安徽)国药科技股份有限公司 | 一种用于青蒿的干燥装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55126198A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Hydrogen storage device |
KR20090022958A (ko) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량용 수소 저장 및 충전 시스템 |
CN104654004A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 北京有色金属研究总院 | 一种金属氮氢化物储氢罐 |
CN108278479A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-13 | 上海柯来浦能源科技有限公司 | 一种氢化镁储罐 |
CN109167086A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-08 | 西安瀚海氢能源科技有限公司 | 车载液态有机储氢供氢***及其控制方法 |
CN209786085U (zh) * | 2019-02-11 | 2019-12-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种小型固体储氢-释氢装置 |
-
2019
- 2019-02-11 CN CN201910109524.7A patent/CN109888334B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55126198A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Hydrogen storage device |
KR20090022958A (ko) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량용 수소 저장 및 충전 시스템 |
CN104654004A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 北京有色金属研究总院 | 一种金属氮氢化物储氢罐 |
CN108278479A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-07-13 | 上海柯来浦能源科技有限公司 | 一种氢化镁储罐 |
CN109167086A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-08 | 西安瀚海氢能源科技有限公司 | 车载液态有机储氢供氢***及其控制方法 |
CN209786085U (zh) * | 2019-02-11 | 2019-12-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种小型固体储氢-释氢装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109888334A (zh) | 2019-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4467014B2 (ja) | 水素ガス貯蔵タンクおよび貯蔵材 | |
CN105371105B (zh) | 一种吸氢低应变金属氢化物储氢罐 | |
CN105715943B (zh) | 一种固态高压混合储氢罐 | |
CA2780731A1 (en) | Hydrogen storage tank having metal hydrides | |
CN208901068U (zh) | 一种超临界氢储罐 | |
CN109888334B (zh) | 一种小型固体储氢-释氢装置 | |
CN209786085U (zh) | 一种小型固体储氢-释氢装置 | |
CA2391845A1 (en) | Gas storage on an adsorbent with exfoliated laminae | |
Cumalioglu et al. | State of the Art: Hydrogen storage | |
CN101961631A (zh) | 利用芳香族化合物连续吸收和放出氢气的装置及方法 | |
CN201339807Y (zh) | 一种贮氢器 | |
CN216896784U (zh) | 一种高压储氢装置及*** | |
CN1235255A (zh) | 低温吸附储氢及储氢罐 | |
CN114754290B (zh) | 一种基于相变储热的金属氢化物储氢罐及固-气耦合储氢*** | |
WO2009057127A1 (en) | A system for effective storing and fuelling of hydrogen | |
CN106517091B (zh) | 一种高压氢气供给装置及其制作方法和使用方法 | |
RU123106U1 (ru) | Капиллярная емкость с системой охлаждения сжатого водорода | |
CN218543982U (zh) | 一种高压深冷储氢容器 | |
CN101413625B (zh) | 一种贮氢器及其制造方法 | |
CN219530538U (zh) | 一种高压储氢气瓶 | |
CN217482505U (zh) | 一种用于储存高压氢气的装置及*** | |
AU2005209634B2 (en) | Gas Storage on an Adsorbent with Exfoliated Laminae | |
Young et al. | A hydrogen ICE vehicle powered by Ovonic metal hydride storage | |
Urunkar et al. | Hydrogen Storage Technologies and Related Heat and Mass Transfer Studies | |
CN116951301A (zh) | 一种金属氢化物储氢瓶及高效换热低压差方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |