CN203021290U - 一种复合储氢*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种复合储氢***，包括一级储氢罐、二级储氢罐、散热器、温度传感器。所述的散热器加入到一级储氢罐中，散热器和储氢罐内壁紧密接触，散热器内部为弓字形通路或加入金属翅片形成扇型结构，可提高储氢合金粉和氢气的接触面积，储氢合金粉填充在散热器结构，温度传感器***到储氢合金粉内部，实时监测温度；二级储氢罐为一空罐体，两个储氢罐之间以管路和阀门连接，通过阀门控制氢气的对流。为了保证储氢合金粉留存在散热器结构中，散热器两端加入隔离片；为了保证储氢合金粉不从出口处流出，一级储氢罐两个进出口处加入过滤片。本实用新型结构简单，热交换效率高，充放氢速度快，同时复合储氢***兼具较高的体积储氢密度、重量储氢密度。
Description
技术领域
本发明涉及固态储氢和气态储氢技术，属于氢气的储存、运输及供给领域。
背景技术
氢能是一种公认的清洁二次能源，其研究、开发和利用正受到越来越广泛的重视。由于氢质量小，常温下呈气态，易燃易爆，作为燃料时又具有分散性和间断使用的特点，因此氢的储存是大规模利用氢能的一个关键问题。目前高压气态储氢技术成熟，重量储氢密度高，商业化应用广泛，然而其面临着占地大、安全隐患等问题，不适用于移动式燃料电池、便携式测试仪器等用氢领域。
固态储氢技术相对高压气态储氢来说，很大程度上提高了体积储氢密度，但是重量储氢密度仍相对较低，距离大规模商业化应用有着很大距离。而且基于固态储氢技术的储氢器在实际应用中还具有明显的缺陷：一方面，储氢合金在吸氢时会放出大量热量，使得储氢器温度逐渐升高，导致吸氢减缓甚至无法吸氢；另一方面，储氢合金在放氢时需要吸收大量热量，使得储氢器温度逐渐降低，进而放氢过程受到限制。因此储氢器在工作时需外界提供良好的热交换条件，比如配套水浴循环或风循环，一方面增加了成本，另一方面也增加了能量消耗，降低了能量效率。
以往的专利多注重设计优化散热结构，提高储氢装置内部的导热性，进而增强与外界的热交换；或者通过对储氢器工作过程中产生的热量加以利用，一定限度的提高能量利用效率。但均没有涉及到在储氢装置内部实现热交换，从而有效降低能源消耗。
发明内容
针对上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种复合储氢***，结合固态储氢技术和高压气态储氢技术，相对固态储氢，该***大大提高了重量储氢密度，其体积储氢密度相对高压气态储氢也具有很大优势，满足实际使用要求；同时该***实现了装置内部的热交换，具有温度可控、充放氢速度快等特性。。
本发明所采用的技术方案是：
提供一种复合储氢***，包括一级储氢罐、二级储氢罐、散热器、温度传感器。在一级储氢罐中加热散热器，在散热器结构中填充储氢合金粉，温度传感器***到储氢合金粉内部，实时监测温度；二级储氢罐为一空罐体，两个储氢罐之间以管路和阀门连接，通过阀门控制氢气的对流。为了保证储氢合金粉留存在散热器结构中，散热器两端加入隔离片；为了保证储氢合金粉不从出口处流出，一级储氢罐两个进出口处均加入过滤片。
所述的散热器和储氢罐紧密接触，散热器内部为弓字形通路或加入金属翅片形成扇型结构，提高储氢合金粉和氢气的接触面积，有效改善储氢合金粉之间的导热性。
所述的隔离片具有一定可挠性，可适应由于储氢合金粉吸氢膨胀后散热器的变形。
所述的过滤片的孔隙不大于20微米，防止储氢合金粉透过。
以阀门控制两个储氢罐的连接，以温度传感器实时检测储氢合金粉的温度。本复合储氢***可实现良好的热效率：
（1）充氢过程：储氢合金吸氢时放热，会使***温度逐渐升高，当温度高于设定值时，开启阀门并调节，使一级储氢罐中氢气流入二级储氢罐的量高于进入***的氢气量，此时储氢合金粉部分开始放氢，进而吸收热量，使***温度降低。
（2）放氢过程：储氢合金放氢时吸热，会使***温度逐渐降低，放氢速度减慢。当温度低于设定值时，开启阀门，使二级储氢罐中的氢气进入一级储氢罐的氢气的量高于***的放氢量，此时储氢合金粉部分开始吸氢，进而放热，使***温度升高。
（3）两个储氢罐的体积可以调整，并可耐一定高压，当体积增大或供氢的压力提高时，二级储氢罐可存储的氢气量会有所提高，进而可以更好的调节一级储氢罐的吸氢、放氢过程。
附图说明
图1为实施例1复合储氢***的剖视图。
图2为实施例1散热器的结构图。
图3为实施例2复合储氢***的剖视图。
图4为实施例2散热器的结构图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的典型实施方式进行详细描述。
实施例1
如图1所示，本发明的复合储氢***，包括一级储氢罐1、二级储氢罐2、散热器7、温度传感器10。将散热器7加入到一级储氢罐1中，散热器7的外壁和一级储氢罐1的内壁紧密接触，散热器7内部形成弓字形通路，使氢气在一级储氢罐1中折流，在散热器7结构中填充储氢合金粉，温度传感器10***到储氢合金粉内部，实时监测温度；二级储氢罐2为一空罐体，储氢罐1和2之间以管路和阀门8连接，通过阀门8控制氢气在两罐体之间对流。为了保证储氢合金粉留存在散热器7中，散热器两端加入隔离片5和6；为了保证储氢合金粉不从出口处流出，一级储氢罐两个进出口处加入过滤片3和4。
当该复合储氢***吸氢时，从阀门9处接入氢气源，使氢气在散热器中折流，和储氢合金粉充分接触，同时储氢合金粉开始吸氢，使得一级储氢罐1内部温度升高，吸氢速度减缓，此时开启阀门8，使储氢合金粉向储氢罐2中放氢，并吸收储氢罐内部的热量。当复合储氢***放氢时，同样进行控制。
可将温度传感器10连接至外置控制器，设定温度的上限和下限，通过控制器自动控制阀门8和9的开启和关闭，实现复合储氢***内部温度控制，使得储氢合金粉在优化的条件下实现吸氢和放氢，得到温度可控、充放氢速度快、体积储氢密度和重量储氢密度较高的复合储氢***。
实施例2
如图3所示，本发明的复合储氢***，包括一级储氢罐1、二级储氢罐2、散热器7、温度传感器10。散热器7为翅片结构，将储氢罐内部分割成多个扇区，储氢合金粉填充在扇区内，散热器两端加入隔离片5和6，使储氢合金粉留存在散热器内部，温度传感器10***到储氢合金粉内部，实时监测温度；二级储氢罐2为一空罐体，储氢罐1和2之间以管路和阀门8连接，通过阀门8控制氢气在两罐体之间对流，一级储氢罐1两个进出口处加入过滤片3和4，防止储氢合金粉流出。
当该复合储氢***工作时，通过温度传感器10监测内部温度，实时控制阀门8和9的开启和关闭，进而实现复合储氢***内部热交换，使得储氢合金粉在最佳工作条件下吸氢和放氢，提高复合储氢***的实用型。
以上仅就本发明专利实施例的方案作了说明，但本发明不仅局限于以上实施例，基于以上复合储氢***的具体结构的变化均在本发明专利范围内。
Claims (5)
1. 一种复合储氢***，包括一级储氢罐、二级储氢罐、散热器、温度传感器，在一级储氢罐中加热散热器，在散热器结构中填充储氢合金粉，温度传感器***到储氢合金粉内部，二级储氢罐为一空罐体，两个储氢罐之间以管路和阀门连接，散热器两端加入隔离片，一级储氢罐两个进出口处加入过滤片。
2.根据权利要求1所述的复合储氢***，其特征在于，散热器和储氢罐内壁紧密接触，散热器内部为弓字形通路或加入金属翅片形成扇型结构。
3.根据权利要求1所述的复合储氢***，其特征在于，隔离片具有一定可挠性，可适应由于储氢合金粉吸氢膨胀后散热器的变形。
4.根据权利要求1所述的复合储氢***，其特征在于，过滤片的孔隙不高于20微米，防止储氢合金粉透过。
5. 根据权利要求1所述的复合储氢***，其特征在于，该复合储氢***包含至少一个一级储氢罐和一个二级储氢罐，储氢罐的体积可调，并可耐受不低于5MPa的压力。
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| CN114110420A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 江苏氢枫能源装备有限公司 | 一种模块化固态储氢单元及制作方法 |
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Assignee: Changzhou Chun Hua New Energy Technology Co., Ltd. Assignor: Whole Win (Beijing) Materials Sci. & Tech. Co., Ltd. Contract record no.: 2014990000374 Denomination of utility model: Composite hydrogen storage system Granted publication date: 20130626 License type: Common License Record date: 20140604 |
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