CN105202365A - 一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属氢化物储氢技术领域，特别涉及一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置和方法。所述循环充放氢装置由高温水浴槽、支架、升降旋转装置、控制仪、氢气管路、低温水浴槽、阀门、氢气压力表和两个金属氢化物储氢罐组成。该装置利用储氢合金的吸放氢平衡压随温度的上升/降低呈指数函数增大/减小的原理，由控制仪控制升降旋转装置的升降和旋转，使两个相连通的金属氢化物储氢罐交替地浸入高温水浴槽和低温水浴槽，从而实现金属氢化物储氢罐的自动充氢和放氢，其循环充放氢量可达到金属氢化物储氢罐最大充氢量的85％以上。本发明提供的金属氢化物储氢罐循环充放氢装置，具有结构简单、易于实现、经济实用、适用范围广等优点。

Description

一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置和方法
技术领域
本发明属于金属氢化物储氢技术领域，特别涉及一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置和方法。
背景技术
随着社会的发展，煤、石油、天然气等化石燃料已无法满足人类日益增长的需求，同时化石燃料的使用还造成了生态环境的恶化，如温室效应。另外，煤、石油、天然气等为不可再生资源，且在地球上的储量有限，人类不可能一直依赖于它们。氢气作为一种清洁、高效的二次能源，成为替代传统化石燃料的重要能源形式。金属氢化物储氢罐是利用储氢合金在一定温度和压力条件下能可逆吸收/释放氢气的特性制成的储氢装置，与高压气态储氢和低温液态储氢相比，具有储氢密度高、安全性好、氢气纯度高等优点，在氢燃料电池、氢能备用电源等诸多领域具有广泛的应用前景。
金属氢化物储氢罐的循环使用寿命是其关键性能指标之一。因此需要一种装置来实现金属氢化物储氢罐的循环充放氢。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置和方法。具体技术方案如下：
一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置，由高温水浴槽1、支架2、升降旋转装置3、控制仪4、氢气管路5、低温水浴槽6、阀门7、氢气压力表8、第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10组成，将需要进行循环充放氢的第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10固定在支架2上，支架2固定在升降旋转装置3上，控制仪4控制升降旋转装置3的升降和旋转，并记录其循环运行次数。两个金属氢化物储氢罐通过氢气管路5相连通。
进一步地，所述第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的规格相同，装填的储氢合金类型和重量相同。
如上所述的金属氢化物储氢罐循环充放氢装置进行循环充放氢的方法，包括以下步骤：
a.将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10固定在支架2上，其中第一金属氢化物储氢罐9充氢至饱和，第二金属氢化物储氢罐10未充氢，用氢气管路5将两个金属氢化物储氢罐连通，并将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的阀门打开；
b.升降旋转装置3下降，将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10分别浸入高温水浴槽1和低温水浴槽6中；此时，第一金属氢化物储氢罐9升温放氢，放出的氢气通过氢气管路5对第二金属氢化物储氢罐10进行充氢；
c.经过时间t后，升降旋转装置3将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10提升至一定高度，旋转180°，将两个金属氢化物储氢罐调换位置；升降旋转装置3再次下降，将第二金属氢化物储氢罐10和第一金属氢化物储氢罐9分别浸入高温水浴槽1和低温水浴槽6中；此时，第二金属氢化物储氢罐10升温放氢，放出的氢气通过氢气管路5对金属氢化物储氢罐9进行充氢；
d.经过时间t后，升降旋转装置3将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10提升至一定高度，再旋转180°；此时，第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10各完成1次充放氢循环过程；控制仪4记录循环次数1次；
e.重复步骤b～d，直至第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的循环充放氢次数达到设定值。
进一步地，所述高温水浴槽1的温度为60℃～80℃，低温水浴槽6的温度为2℃～10℃，两个水浴槽的温差为50℃～75℃。
进一步地，20min≤t≤60min。
进一步地，两个金属氢化物储氢罐充放氢时的充氢量和放氢量均大于其最大充氢量的85％。
本发明的工作原理为：储氢合金的吸放氢平衡压随温度的上升/降低呈指数函数增大/减小，当两个金属氢化物储氢罐气路连通在一起时，给一个金属氢化物储氢罐升温，另一个金属氢化物储氢罐降温，则升温的金属氢化物储氢罐放氢，释放的氢气则对降温的金属氢化物储氢罐充进行氢，如此反复，使两个金属氢化物储氢罐交替升温/降温，则可实现金属氢化物储氢罐的循环充放氢。
本发明的优点为：本发明的金属氢化物储氢罐循环充放氢装置，具有结构简单、易于实现、经济实用、适用范围广等优点，且可以实现金属氢化物储氢罐的自动循环充放氢，其循环充放氢量可达到金属氢化物储氢罐最大充氢量的85％以上。
附图说明
图1为本发明金属氢化物储氢罐循环充放氢装置的结构示意图。
图2为MmNi5储氢合金5℃和70℃的PCT曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明金属氢化物储氢罐循环充放氢装置的结构示意图。图中各标号的具体含义如下：1-高温水浴槽，2-支架，3-升降旋转装置，4-控制仪，5-氢气管路，6-低温水浴槽，7-阀门，8-氢气压力表，9-第一金属氢化物储氢罐，10-第二金属氢化物储氢罐。
本发明中，金属氢化物储氢罐循环充放氢装置由高温水浴槽1、支架2、升降旋转装置3、控制仪4、氢气管路5、低温水浴槽6、阀门7和氢气压力表8组成，将需要进行循环充放氢的第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10固定在支架2上，支架2固定在升降旋转装置3上，控制仪4控制升降旋转装置3的升降和旋转，并记录其循环运行次数。两个金属氢化物储氢罐通过氢气管路5相连通。阀门7主要用于对管路清洗时与其它设备连接，氢气压力表8用于观察氢气压力。
第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的外径均为59mm，长度均为250mm，装填的储氢合金为MmNi5。
实施例1金属氢化物储氢罐循环充放氢装置进行循环充放氢的具体步骤
(1)将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10固定在支架2上，将第一金属氢化物储氢罐9充氢至饱和(室温、4MPa充氢)，第二金属氢化物储氢罐10不充氢，用氢气管路5将两个金属氢化物储氢罐连通，并将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的阀门打开；高温水浴槽1的温度设置为70℃，低温水浴槽6的温度设定为5℃；
(2)升降旋转装置3下降，将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10分别浸入高温水浴槽1和低温水浴槽6中；此时，第一金属氢化物储氢罐9升温放氢，放出的氢气通过氢气管路5对第二金属氢化物储氢罐10进行充氢；
(3)经过30min后，升降旋转装置3将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10提升至一定高度，旋转180°，将两个金属氢化物储氢罐调换位置；升降旋转装置3再次下降，将第二金属氢化物储氢罐10和第一金属氢化物储氢罐9分别浸入高温水浴槽1和低温水浴槽6中；此时，第二金属氢化物储氢罐10升温放氢，放出的氢气通过氢气管路5对金属氢化物储氢罐9进行充氢；
(4)经过30min后，升降旋转装置3将第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10提升至一定高度，再旋转180°；此时，第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10各完成1次充放氢循环过程；控制仪4记录循环次数1次；
(5)重复过程(2)～(4)，使第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10的循环充放氢次数达到100次。
在第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10循环充放氢过程中，储氢罐内的氢气压力为1Mpa左右。
图2为MmNi5储氢合金5℃和70℃的PCT曲线图，从曲线中可知，MmNi5储氢合金的最大充氢量为1.54％；在5℃、1MPa条件下，MmNi5储氢合金的吸氢量为1.48wt％，而在70℃、1MPa条件下，MmNi5储氢合金的残余氢量为0.08wt％。由此可知，第一金属氢化物储氢罐9和第二金属氢化物储氢罐10在充放氢过程中的充氢量和放氢量为1.40wt％，为其最大充氢量的90.9％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置，由高温水浴槽(1)、支架(2)、升降旋转装置(3)、控制仪(4)、氢气管路(5)、低温水浴槽(6)、阀门(7)、氢气压力表(8)、第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)组成，其特征在于，第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)固定在支架(2)上，支架(2)固定在升降旋转装置(3)上，控制仪(4)控制升降旋转装置(3)的升降和旋转；两个金属氢化物储氢罐通过氢气管路(5)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种金属氢化物储氢罐循环充放氢装置，其特征在于，所述第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)的规格相同，装填的储氢合金类型和重量相同。
3.利用权利要求1-2任一项所述的金属氢化物储氢罐循环充放氢装置进行循环充放氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)固定在支架(2)上，其中第一金属氢化物储氢罐(9)充氢至饱和，第二金属氢化物储氢罐(10)未充氢，用氢气管路(5)将两个金属氢化物储氢罐连通，并将第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)的阀门打开；
b.升降旋转装置(3)下降，将第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)分别浸入高温水浴槽(1)和低温水浴槽(6)中；此时，第一金属氢化物储氢罐(9)升温放氢，放出的氢气通过氢气管路(5)对第二金属氢化物储氢罐(10)进行充氢；
c.经过时间t后，升降旋转装置(3)将第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)提升至一定高度，旋转180°，将两个金属氢化物储氢罐调换位置；升降旋转装置(3)再次下降，将第二金属氢化物储氢罐(10)和第一金属氢化物储氢罐(9)分别浸入高温水浴槽(1)和低温水浴槽(6)中；此时，第二金属氢化物储氢罐(10)升温放氢，放出的氢气通过氢气管路(5)对金属氢化物储氢罐(9)进行充氢；
d.经过时间t后，升降旋转装置(3)将第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)提升至一定高度，再旋转180°；此时，第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)各完成1次充放氢循环过程；控制仪(4)记录循环次数1次；
e.重复步骤b～d，直至第一金属氢化物储氢罐(9)和第二金属氢化物储氢罐(10)的循环充放氢次数达到设定值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高温水浴槽1的温度为60℃～80℃，低温水浴槽6的温度为2℃～10℃，两个水浴槽的温差为50℃～75℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，20min≤t≤60min。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，两个金属氢化物储氢罐充放氢时的充氢量和放氢量均大于其最大充氢量的85％。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032472A (zh) * 2017-04-01 2017-08-11 扬州大学 移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法
CN107575734A (zh) * 2017-09-20 2018-01-12 扬州大学 一种简易氢气单级增压净化灌装系统及其使用方法
CN111578128A (zh) * 2019-02-15 2020-08-25 深圳市佳华利道新技术开发有限公司 一种检测合金储氢装置的性能的装置
CN116242734A (zh) * 2022-12-26 2023-06-09 有研(广东)新材料技术研究院 一种金属氢化物储氢罐自动循环充放氢与充放氢性能测试系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1499124A (zh) * 2002-11-04 2004-05-26 亚太燃料电池科技股份有限公司 储氢罐充氢及活化处理装置
DE102007059087A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Verfahren zum Betanken eines Metallhydridspeichers eines Unterseeboots mit Wasserstoff
CN102346119A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 北京航天试验技术研究所 一种高压复合材料储气瓶充放气试验装置
CN102865453A (zh) * 2012-10-17 2013-01-09 天津海蓝德能源技术发展有限公司 具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1499124A (zh) * 2002-11-04 2004-05-26 亚太燃料电池科技股份有限公司 储氢罐充氢及活化处理装置
DE102007059087A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Verfahren zum Betanken eines Metallhydridspeichers eines Unterseeboots mit Wasserstoff
CN102346119A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 北京航天试验技术研究所 一种高压复合材料储气瓶充放气试验装置
CN102865453A (zh) * 2012-10-17 2013-01-09 天津海蓝德能源技术发展有限公司 具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王斌: "金属氢化物热泵空调制冷循环的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032472A (zh) * 2017-04-01 2017-08-11 扬州大学 移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法
CN107575734A (zh) * 2017-09-20 2018-01-12 扬州大学 一种简易氢气单级增压净化灌装系统及其使用方法
CN111578128A (zh) * 2019-02-15 2020-08-25 深圳市佳华利道新技术开发有限公司 一种检测合金储氢装置的性能的装置
CN116242734A (zh) * 2022-12-26 2023-06-09 有研(广东)新材料技术研究院 一种金属氢化物储氢罐自动循环充放氢与充放氢性能测试系统

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