RU87775U1 - Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода - Google Patents
Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU87775U1 RU87775U1 RU2009119571/22U RU2009119571U RU87775U1 RU 87775 U1 RU87775 U1 RU 87775U1 RU 2009119571/22 U RU2009119571/22 U RU 2009119571/22U RU 2009119571 U RU2009119571 U RU 2009119571U RU 87775 U1 RU87775 U1 RU 87775U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- metal hydride
- liquid coolant
- fuel cell
- accumulator
- Prior art date
Links
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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Система хранения и выдачи водорода, содержащая металлогидридные аккумуляторы водорода, батарею топливных элементов, магистрали приема и выдачи водорода, магистрали контура циркуляции теплоносителя, регулирующие клапаны, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя с теплообменным аппаратом и компенсационная емкость, при этом промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя соединен с нижней частью компенсационной емкости, а верхняя часть емкости соединена с магистралью выдачи водорода.
Description
Полезная модель относится к устройствам хранения и получения водорода с применением гидридообразующих сорбентов и может быть использована в автономных источниках водорода.
Все известные конструкции металлогидридных аккумуляторов водорода имеют прочный герметичный корпус, в котором размещается порошкообразный металлогидридный материал, оснащенный штуцером приема-выдачи газообразного водорода и фильтрующим элементом для предотвращения уноса мелкодисперсных частиц сорбента (Тарасов Б.П. и др., Методы хранения водорода и возможности использования металлогидридов // Альтернативная энергетика и экология. 2005, №12 (32); Европейский патент: ЕР 1635109, F17C 11/00).
Для улучшения технических характеристик крупных систем хранения водорода внутри герметичного корпуса устанавливают дополнительные элементы, обеспечивающие подвод теплоты к сорбенту во время выдачи водорода потребителю (Лотоцкий М.В. и др., Металлогидридный накопитель/нагнетатель водорода // Труды IX Межд. конф. «Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов» ICHMS-2005, Севастополь-Крым-Украина, 5-11 сент.2005 г.Киев, 2005; патенты Германии: DE 202004020537; DE 10041131, B63G 8/00).
С целью дальнейшего улучшения динамики процессов сорбции-десорбции водорода путем интенсификации тепло- и массопереноса в дисперсной малотеплопроводной системе металлогидрид - газообразный водород предлагается устанавливать внутри корпуса развитые поверхности из материалов с высокой теплопроводностью (патент RU 2037737, F17C 11/00) и разделять массив сорбента на отдельные слои, размещая его в кассетах (контейнерах), уменьшая тем самым характерные размеры тепло- и массопереноса.
Известен патент США: US 2007289882, Н01М 8/04 "APPARATUS FOR REFUELING ON-BOARD METAL HYDRIDE HYDROGEN STORAGE TANK", согласно которому потребитель водорода (батарея топливных элементов) получает водород от металлогидридного аккумулятора водорода. При этом теплота десорбции водорода подводится к металлогидриду через теплообменную поверхность, расположенную в корпусе аккумулятора водорода, и доставляется туда от батареи топливных элементов теплоносителем, циркулирующим по замкнутому контуру.
Недостатком такого технического решения является необходимость принимать толщину стенок теплообменной поверхности с учетом значительной разницы давлений газообразного водорода в металлогидридном аккумуляторе и теплоносителя, циркулирующего в контуре батарея топливных элементов - металлогидридный аккумулятор. Вследствие этого масса металлогидридного аккумулятора водорода и всей системы хранения и выдачи водорода существенно возрастает.
Техническим результатом заявляемой конструкции системы хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода является существенное уменьшение массы этой системы.
Указанный результат достигается тем, что в систему хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода, состоящую по меньшей мере из одного металлогидридного аккумулятора водорода, соединенного с батареей топливных элементов магистралью выдачи водорода и магистралями контура циркуляции теплоносителя для подвода теплоты десорбции водорода от батареи топливных элементов к металлогидридному аккумулятора водорода, вводится промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя с промежуточным теплообменным аппаратом, в котором греющей средой является теплоноситель, циркулирующий по контуру батарея топливных элементов - промежуточный теплообменный аппарат, а нагреваемой средой является жидкий теплоноситель, циркулирующий по контуру промежуточный теплообменный аппарат - металлогидридный аккумулятор водорода. При этом промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя соединен с нижней частью компенсационной емкости, частично заполненной жидким теплоносителем, а ее верхняя часть (выше уровня жидкого теплоносителя) соединена с магистралью выдачи водорода на батарею топливных элементов до регулятора, поддерживающего требуемое давление водорода в батарее топливных элементов. Благодаря этому среды, находящиеся в металлогидридном аккумуляторе водорода (газообразный водород и жидкий теплоноситель), разделенные теплопередающей поверхностью, всегда будут находиться под одинаковым давлением. Это позволяет минимизировать толщину стенки теплопередающей поверхности, снизить ее массу и улучшить условия теплопереноса в металлогидридном аккумуляторе водорода.
На фигуре изображена заявляемая система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода, где
1 - металлогидридный аккумулятор водорода;
2 - магистраль выдачи водорода из металлогидридного аккумулятора водорода на батарею топливных элементов;
3 - магистраль приема водорода в металлогидридный аккумулятор водорода на хранение;
4 - регулятор давления водорода в полостях батареи топливных элементов;
5 - батарея топливных элементов;
6 - магистрали циркуляции теплоносителя по контуру батарея топливных элементов - промежуточный теплообменный аппарат;
7 - циркуляционный насос;
8 - промежуточный теплообменный аппарат;
9 - магистрали циркуляции жидкого теплоносителя по контуру промежуточный теплообменный аппарат- металлогидридный аккумулятор водорода;
10 - емкость компенсационная;
11 - охладитель жидкого теплоносителя;
12 - магистрали подвода и отвода среды, охлаждающей жидкий теплоноситель;
13, 14, 15 и 16 - клапаны.
На режиме приема водорода на хранение в металлогидридный аккумулятор водорода 1 клапан 16 на магистрали 2 выдачи водорода из металлогидридного аккумулятора на батарею топливных элементов и клапан 13 на магистрали 6 циркуляции теплоносителя по контуру батарея топливных элементов - промежуточный теплообменный аппарат закрыты; клапаны 15 на магистрали 3 приема водорода в металлогидридный аккумулятор водорода и 14 на магистрали 12 подвода и отвода среды, охлаждающей жидкий теплоноситель, открыты. Водород по магистрали 3 поступает в металлогидридный аккумулятор водорода 1. Теплота, выделяющаяся при сорбции водорода металлогидридом через поверхности теплообмена, расположенные в металлогидридном аккумуляторе водорода 1, передается жидкому теплоносителю и отводится по магистралям 9 в охладитель жидкого теплоносителя 11, охлаждаемый средой, перемещающейся по магистралям 12. Величины давления газообразного водорода и жидкого теплоносителя уравниваются с помощью компенсационной емкости 10, соединенной с магистралями жидкого теплоносителя 9 и приема водорода 3 (через магистраль 2).
На режиме выдачи водорода из металлогидридного аккумулятора водорода 1 на батарею топливных элементов 5 клапан 16 на магистрали 2 выдачи водорода из металлогидридного аккумулятора водорода 1 на батарею топливных элементов и клапан 13 на магистрали 6 открыты. Клапан 15 на магистрали 3 приема водорода в металлогидридный аккумулятор водорода на хранение закрыт. Клапан 14 на магистрали 12 подвода и отвода среды, охлаждающей жидкий теплоноситель, занимает положение, обеспечивающее требуемую температуру жидкого теплоносителя на входе в металлогидридный аккумулятор водорода 1 для подвода теплоты, необходимой для десорбции водорода из металлогидрида, через поверхности теплообмена, расположенные в металлогидридном аккумуляторе водорода. На этом режиме также как и на режиме хранения водорода давления газообразного водорода и жидкого теплоносителя уравниваются аналогично тому, как было показано на режиме приема водорода на хранение.
Таким образом, применение предлагаемой системы хранения и выдачи водорода обеспечивает уравнивание давлений сред (газообразного водорода и жидкого теплоносителя), разделенных поверхностью теплообмена, расположенной в металлогидридном аккумуляторе водорода. Это обеспечивает возможность минимизации толщины стенки поверхности теплообмена и соответствующего уменьшения ее массы, а также более рационального использования внутреннего объема прочного герметичного корпуса металлогидридного аккумулятора водорода за счет большей эффективности передачи теплоты через стенку поверхности теплообмена минимальной толщины, что позволяет уменьшить размеры поверхности теплообмена и увеличить количество порошкообразного металлогидридного материала, размещаемого в прочном корпусе аккумулятора водорода.
Claims (1)
- Система хранения и выдачи водорода, содержащая металлогидридные аккумуляторы водорода, батарею топливных элементов, магистрали приема и выдачи водорода, магистрали контура циркуляции теплоносителя, регулирующие клапаны, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя с теплообменным аппаратом и компенсационная емкость, при этом промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя соединен с нижней частью компенсационной емкости, а верхняя часть емкости соединена с магистралью выдачи водорода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119571/22U RU87775U1 (ru) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119571/22U RU87775U1 (ru) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU87775U1 true RU87775U1 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009119571/22U RU87775U1 (ru) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU87775U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450203C2 (ru) * | 2010-11-16 | 2012-05-10 | Александр Иванович Голодяев | Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода |
RU173726U1 (ru) * | 2016-12-21 | 2017-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Устройство для хранения и подачи природного газа потребителю |
-
2009
- 2009-05-26 RU RU2009119571/22U patent/RU87775U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450203C2 (ru) * | 2010-11-16 | 2012-05-10 | Александр Иванович Голодяев | Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода |
RU173726U1 (ru) * | 2016-12-21 | 2017-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Устройство для хранения и подачи природного газа потребителю |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102563339B (zh) | 一种金属氢化物储氢装置 | |
US7721601B2 (en) | Hydrogen storage tank and method of using | |
CN105244519B (zh) | 金属氢化物储氢与燃料电池联合*** | |
US20080264514A1 (en) | System and Method for Filling a Hydrogen Storage Vessel at Enhanced Flow Rates | |
CN106594518B (zh) | 一种具有高效换热的金属氢化物储氢装置 | |
CN101245895B (zh) | 一种固体储氢装置 | |
CN209691855U (zh) | 车载燃料电池***及氢动力车辆 | |
CN103185196B (zh) | 一种金属氢化物储氢***及其制作方法 | |
CN112066242B (zh) | 一种用于氢燃料的固态氢源装置 | |
CA2780731A1 (en) | Hydrogen storage tank having metal hydrides | |
CN202708581U (zh) | 一种金属氢化物储氢装置 | |
CN201193780Y (zh) | 一种金属氢化物储存罐 | |
CN202510969U (zh) | 一种集成内部分层导热构架的固态储氢装置 | |
CN114593362B (zh) | 一种固态合金储氢快速传热结构及储氢*** | |
CN110137534A (zh) | 燃料电池***及氢动力车辆 | |
JP2017538905A (ja) | 複数の積層された階層を備える金属水素化物水素貯蔵タンク | |
US20100261094A1 (en) | Apparatus for containing metal-organic frameworks | |
CN111769341B (zh) | 基于热化学储能的动力电池低温启动应急加热装置及其控制方法 | |
CN102935899A (zh) | 基于燃料电池及其储氢装置的舱外航天服冷热电一体化*** | |
RU87775U1 (ru) | Система хранения и выдачи водорода с металлогидридными аккумуляторами водорода | |
CN101162782A (zh) | 燃料电池储氢装置以及储氢和充氢*** | |
CN218895268U (zh) | 一种新型水浴循环换热的固态储氢装置 | |
CN110077225A (zh) | 储氢装置及氢动力车辆 | |
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*** | |
Parashar et al. | Experimental study on charging and discharging characteristics of copper finned metal hydride reactor for stationary hydrogen storage applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100527 |