CN101881369A - 阵列式固态储氢放氢装置 - Google Patents

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周怀营
王殿辉
胡朝浩
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Abstract

本发明公开了一种阵列式固态储氢放氢装置，包括储氢罐和罐内的气路系统，该储氢装置由一个腔体和以结构单元阵列式安装在腔体内的具有承担固态储氢和放氢功能的储氢罐组成。本发明的优点是：储氢罐阵列式设置在腔体内，以结构单元形式安装，可根据实际需求容量增减单元数量；冷却/加热系统与装置一体化，既保证热传递的效果，又能够有效简化整体结构，降低成本；金属化合物合金粉均匀分布在层叠放置的方块铝膜上，填充量高，储氢多；本装置既可作为储、放氢装置，又可作为储氢介质特性，储放氢动力学和热量传递的研究装置。

Description

阵列式固态储氢放氢装置
技术领域
本发明涉及氢气的储、放技术，具体是一种阵列式固态储氢放氢装置。
背景技术
氢能作为理想的能源载体，在能源危机和环境问题日益加剧的情况下，已引起国内外学者的广泛兴趣。目前，相对液态和压缩储氢相比，金属氢化物储氢具有压力平稳、充氢简单、方便安全等优点，对金属氢化物储氢装置而言，除储氢材料(介质)本身外，储氢装置的设计是影响其特性的第二关键因素，目前研制的大多数储氢罐均采用圆筒结构，中国专利CN2534455公开了“燃料电池用储氢罐”，该燃料电池的储氢罐的结构设计，主要由筒体、阀门、过滤器组成。另：中国专利CN1752506公开了“金属氢化物储氢罐及其制备方法”，其罐体由壳体、导热机构、盖、接头、阀门和储氢合金粉末组成，主要用于小型储氢罐的制造。这些储氢罐单体容量小，热传递困难，热效低，难以满足实际应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服气态高压储氢法、液态储氢法的缺点和金属氢化物储氢罐单体容量小的问题，拓展现有固态储氢技术或产品的使用范围，促进固态储氢技术的实用化应用，而提供一种模块化、易拆卸、能效高、成本低、能够适应不同需求的固态储氢、放氢装置。该装置不仅可以作为氢气的固态储存和释放，也可应用固态储氢的储氢介质特性、装置储放氢动力学性能和热量扩散传递等试验研究。
实现本发明目的的技术方案是：
本发明阵列式固态储氢放氢装置，包括储氢罐和罐内的气路系统，与现有技术不同的是：固态储氢放氢装置为由外腔下盖、外腔上盖及附在外腔下盖、外腔上盖上的隔热层组成的密封腔体，腔体上设置有具有承担固态储氢和放氢功能的储氢罐安装口，腔体内设置可拆卸的、材质为导热性能好的铜、铝或铝合金的散热块作为储氢罐的支架，在散热块中阵列式放置单元可增减的数组圆筒形储氢罐。
所述的散热块中设置有纵横散热管道，既可作为加热管道，又可作为冷却管道，散热管道与储氢罐分离。
所述承载储氢介质的铝膜层叠放置在罐内，罐体中央设置有不锈钢过滤网筒隔离储氢粉，并作为氢气通道。
所述气路系统的氢气管道通过阀门与储氢罐连接，在氢气管道上设置有压力计。
本发明的优点是：
1、储氢罐阵列式设置在腔体内，以结构单元形式安装，可根据实际需求容量增减单元数量；
2、冷却/加热系统与装置一体化，既保证热传递的效果，又能够有效简化整体结构，降低成本；
3、金属化合物合金粉均匀分布在层叠放置的方块铝膜上，填充量高，储氢多；
4、本装置既可作为储、放氢装置，又可作为储氢介质特性，储放氢动力学和热量传递的研究装置。
附图说明：
图1、图2是本发明的结构示意图，其中图1是图2沿A-A截面的剖面图(旋转180度)；
图3是用于散热/加热，并用于支撑储氢罐的散热块的结构示意图；
图4是储氢系统工作状态时的示意图。
图中：1.外腔下盖2.隔热层3.外腔上盖4.导热管道入口5.储氢罐安装口6.储氢罐7.导热管道8.导热管道出口9.第一块散热块10.第二块散热块11.第三块散热块12.第四块散热块13.散热块紧固螺孔14.氢气管道15.阀门16.压力计
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的阐述。
参照图1、图2，一种阵列式固态储氢放氢装置为由外腔下盖1、外腔上盖3及附在外腔下盖1、外腔上盖3上的隔热层2组成的密封腔体，腔体上设置有具有承担固态储氢和放氢功能的储氢罐安装口5，腔体内设置可拆卸的、材质为导热性能好的铜、铝或铝合金的第一块散热块9，第二散热块10，第三散热块11，第四散热块12作为储氢罐的支架，在散热块中阵列式放置单元可增减的数组圆筒形储氢罐6。
如图1、2、3所示，外腔下盖1与外腔上盖3通过法兰及螺栓的形式连接并密封，其中隔热层2保证在储氢系统工作时热量不向外散失，导热管道7与导热管道入口4和导热管道出口8连通。
如图3所示，第一块散热块9、第二块散热块10、第三块散热块11、第四块散热块12、通过散热块紧固螺孔13中的螺杆固定组成用于支撑储氢罐的框架，其内部有纵横两个方向的通孔，以安装导热管道7。散热块采用铝材，以得到良好的导热性能。
如图2、图3所示，第一块散热块9、第二块散热块10、第三块散热块11、第四块散热块12通过螺钉与外腔上盖3紧固，储氢罐6通过储氢罐安装口5安装在腔体中，采用挡板固定；根据不同容量需求，可装入相应数量的储氢罐，其工作时，氢气通过氢气管道14流入或流出储氢罐6；导热管道7中根据不同工作状态通入冷却水或加热水，储氢时通入冷却水，放氢时通入加热水。
如图4所示，氢气管道14上设置有压力计16，在储氢罐6和氢气管道14之间设置有阀门15。
当储氢时，该装置通过氢气管道14与电解水装置相连接，并由导热管道入口4通入冷却水，由压力计16读取管路内气压，控制压力在3.5-5atm，储氢时产生的热量由导热管道7中的冷却水经导热管道出口8带出。
当放氢时，该装置通过氢气管道14与PEM燃料电池相连接，并由导热管道入口4通入温度为353K左右的加热水，从提供放氢反应所需的热量，释放出来的氢气即由氢气管道14流入燃料电池，以供使用。

Claims (3)

1.一种阵列式固态储氢放氢装置，包括储氢罐和气路系统，其特征是：固态储氢放氢装置为由外腔下盖、外腔上盖及附在外腔下盖、外腔上盖上的隔热层组成的密封腔体，腔体上设置有具有承担固态储氢和放氢功能的储氢罐安装口，腔体内设置可拆卸的、材质为导热性能好的铜、铝或铝合金的散热块作为储氢罐的支架，在散热块中阵列式放置单元可增减的数组圆筒形储氢罐。
2.根据权利要求1所述的阵列式固态储氢放氢装置，其特征是：所述的散热块中设置有纵横散热管道，既可作为加热管道，又可作为冷却管道，散热管道与储氢罐分离。
3.根据权利要求1所述的阵列式固态储氢放氢装置，其特征是：承载储氢介质的铝膜层叠放置在罐内，罐体中央设置有不锈钢过滤网筒隔离储氢粉，并作为氢气通道。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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