CN106608616B - 储氢组合物及其储氢容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种储氢组合物及其储氢容器的制造方法。该储氢组合物至少包含导热材料、储氢材料及可选择的弹性材料。该储氢容器由上述储氢组合物与罐体所构成。该储氢容器的制造方法包含下列步骤:提供罐体及储氢组合物,并将所述储氢组合物填入所述罐体内;对所述罐体进行抽真空程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢前的重量;对所述罐体进行活化充氢程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢后的重量;比较所述罐体充氢前与充氢后的重量,以取得储氢量,并判断所述储氢量是否达到标准值;若其结果为是,则完成所述储氢容器的制作;若其结果为否,则重复进行上述抽真空、活化充氢及比较与判断的步骤。
Description
技术领域
本发明是关于一种储氢组合物及其储氢容器的制造方法,尤其是指一种通过导热材料、储氢材料及可选择的弹性材料所组合而成的储氢组合物,以及使用该储氢组合物的储氢容器的制造方法。
背景技术
氢能源使用后的副产物主要为水,所以具有高环保、低污染的优点,如今已被视为是洁净、安全、可减少温室气体排放、降低空气污染及可替代化石燃料的二次能源之一。因此氢能源的开发与应用,近年来极受各界的重视,但若要氢能源可方便推广及使用,则需要克服的障碍之一在于:氢气的储存技术,即储氢技术。
目前氢气的储存方法主要可分为两种,一种是高压储氢方式,也就是以高压方式将氢气填入容器(如钢瓶)内储存、或是将氢气液化之后储存于容器内,而采高压或液化的储氢方法不仅处理成本高,且容器也相当地笨重,此外在使用安全上的顾虑(如气体外泄的问题等)也较大。
另一种则是低压储氢方式,利用储氢材料以化学键结的方式来储存氢气,采用此方法具有安全、低压、储存密度高且体积小的特点;因此储氢材料的开发也是近年来各相关研究团队的研发方向之一。然而,由于储氢材料将随着氢气的吸附、放出而产生膨胀、收缩(例如:1~30%的形变量),故此时所产生的应力将使储氢容器(例如:储氢罐)造成应变,因而对储氢容器的耐久性造成不良的影响。
此外,现有技术中,为了减少储氢材料在充氢时所产生的应力造成储氢罐的变形,在储氢罐制作时将储氢材料分别先倒入已预先成型的各个铝盒中,接着再将铝盒一一叠置放入罐体内后并完成缩口;然而,使用铝盒的储氢罐工艺须分次将铝盒逐一填装储氢材料之后再放入罐体内,且须对该罐体进行两次热处理,此过程既繁琐且耗时、费力、增加成本、又造成能源的浪费,也为储氢罐制造成本无法降低的原因。
因此,如何发展一种储氢组合物及其储氢容器的制造方法,从而降低储氢容器内的储氢材料随着氢气吸/脱附时的形变量,进一步抑制储氢容器因内部储氢材料体积膨胀/收缩所造成的应力而产生形变,使储氢容器内的组合物导热性良好、耐久性提升,并能简化储氢容器的工艺,以使制造成本降低,实为本领域迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种储氢组合物,可抑制当储氢材料随着氢气吸/脱附时,储氢容器因内部储氢材料体积膨胀/收缩所造成的应力,使储氢容器的耐久性提升。
本发明的又一目的在于提供一种储氢容器。
本发明的另一目的在于提供一种储氢容器的制造方法,利用本发明的储氢组合物所制成的储氢容器,能简化其制造工艺、节省人力、材料,以使制造成本降低。
为了达到上述目的,本发明提供一种储氢组合物,其至少包含导热材料、储氢材料及可选择的弹性材料。
上述储氢组合物,优选的,相对于所述导热材料、所述储氢材料与所述弹性材料合计100重量份,所述储氢组合物含有1-15重量份的导热材料,含有1-35重量份的弹性材料。
上述储氢组合物,优选的,相对于所述导热材料与所述储氢材料合计100重量份,所述储氢组合物含有1-30重量份的导热材料。
上述储氢组合物,优选的,所述导热材料为选自铜、钛、锌、铁、钒、铬、锰、钴、镍、铝的材料其中之一;优选的,所述的导热材料为选自由具前述材料成分的合金丝、纤维丝或针状结构的导热材料所构成的族群其中之一。
上述储氢组合物,优选的,所述导热材料的热传导系数为90-500W/mk。
上述储氢组合物,优选的,所述弹性材料选自弹性树脂、聚氨酯(Polyurethanes,PU)、橡胶类(Rubbers or Elastomers)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS)copolymer)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚碳酸脂(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methylmethacrylate),PMMA)、热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)的固态材料其中之一,其被配置为可缓冲来自储氢材料因氢气吸/脱附而产生之体积膨胀或收缩所导致储氢容器或罐体的形变。所述弹性材料可以为具有多异氰酸基与醇类组合固化的固态材料其中之一。
上述储氢组合物,优选的,所述弹性材料为塑性形变率高于或等于储氢材料的膨胀率的固态材料,其被配置为可缓冲来自储氢材料因氢气吸/脱附而产生的体积膨胀或收缩所导致储氢容器或罐体的形变。
本发明还提供一种储氢容器,包含有储氢组合物与罐体(或称容器),其中储氢组合物为至少包含导热材料、储氢材料及弹性材料。
本发明还提供一种储氢容器的制造方法,其包含下列步骤:
(a)将一储氢组合物填入一罐体内,所述储氢组合物至少包含一导热材料、一储氢材料及一弹性材料;
(b)对所述罐体进行抽真空程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢前的重量;
(c)对所述罐体进行活化充氢程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢后的重量;
(d)比较所述罐体充氢前与充氢后的重量,以取得储氢量,并判断所述储氢量是否达到标准值;若其结果为是,则完成所述储氢容器的制作;若其结果为否,则重复进行上述(b)、(c)及(d)的步骤。
在上述储氢容器的制造方法中,优选的,在所述步骤(a)中,相对于所述导热材料、所述储氢材料与所述弹性材料的合计100重量份,所述储氢组合物含有1-15重量份的导热材料,含有1-35重量份的弹性材料。
在上述储氢容器的制造方法中,优选的,所述步骤(a)还包含一子步骤(a1):将所述储氢组合物进行预处理程序,即将所述导热材料与所述弹性材料一起混合,并进行抽真空程序后,再加入所述储氢材料混合以形成所述储氢组合物。
在上述储氢容器的制造方法中,优选的,所述子步骤(a1)中的所述抽真空程序是将所述导热材料与所述弹性材料放置于预处理容器中,再将所述预处理容器密封后放置于温度为60℃以上的热水槽中,并以真空泵抽成真空,使所述预处理容器达到真空状态。
在上述储氢容器的制造方法中,优选的,所述步骤(b)中的所述抽真空程序是将所述罐体密封后放置于温度为60℃以上的热水槽中,并以真空泵抽成真空,使所述罐体达到真空状态。
在上述储氢容器的制造方法中,优选的,所述步骤(c)中的所述活化充氢程序是将所述罐体放置于温度为5-20℃的冷水循环供氢系统中,以纯氢气对所述罐体充氢1小时以上。
附图说明
图1为储氢组合物制作与预处理程序的流程图。
图2为储氢容器的制造方法的流程图。
图3为储氢容器在测量形变时的测量点的示意图。
图4为储氢组合物的放氢曲线比较图。
符号说明:
3 储氢容器
30 罐体
S11、S12、S13 步骤
S21、S22、S23、S24 步骤
a、b、c、d、e、f 测量点
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及附图在本质上是当作说明的用,而非用于限制本发明。
实施例1
本实施例的储氢组合物主要用于填充至罐体30(如图3所示)中,且储氢组合物至少由导热材料、储氢材料及可选择的弹性材料所组合而成。导热材料的组成比例,相对于导热材料、储氢材料及弹性材料的合计100重量份,较佳为1-15重量份,更佳为1-10重量份,特佳为1-5重量份;在1重量份以上时,可传导温度于储氢材料上,使其可充放氢气;在30重量份以下时,可将温度完全传导于储氢材料上,使其可充分吸收热量或冷却,而增加充放氢气的速率。而弹性材料的组成比例,相对于导热材料、储氢材料及弹性材料的合计100重量份,较佳为1-35重量份,更佳为1-20重量份,特佳为1-10重量份;在1重量份以上时,可缓和储氢材料的膨胀、收缩所伴随对储氢容器产生的应力;在35重量份以下时,可调配50重量份以上的储氢材料,增加储氢容器的储氢量。另外,前述的比例可视需要予以调整,但不以此为限;例如:也可将弹性材料予以省略;导热材料的组成比例,相对于导热材料及储氢材料的合计100重量份,较佳为1-30重量份,更佳为1-20重量份,特佳为1-10重量份。在1重量份以上时,可传导温度于储氢材料上,使其可充放氢气;在30重量份以下时,可将温度完全传导于储氢材料上,使其可充分吸收热量或冷却,而增加充放氢气的速率。
储氢容器3的形状可为圆形、圆柱形、椭圆形、三角形、方形、多边形、不规则形状…等,可视实际应用的需要而变化,其材质可为金属,包括但不限于:钢或铝合金所制成,或结合碳纤维复合材料,其可为气体储存罐或储氢罐,适合作为燃料电池用的氢气源、以及使用于燃料电池所应用的相关产品,例如:移动式电动载具、定置型发电机及3C产品等;且其内部具有容置空间,用以容纳储氢组合物,并可供氢气填充于其内。
在本实施例中,导热材料可包括但不限于碳、铜、钛、锌、铁、钒、铬、锰、钴、镍、铝等材料其中之一、具前述材料成分的合金丝、纤维丝、针状结构或粉状材料等导热材料所构成的族群其中之一、或热传导系数介于90-500W/mk之间的导热材料,用以提升储氢材料的热传导率,透过这些具导热性的合金丝、纤维丝、针状或粉状的结构可有效提高导热材料的表面积,可用以提高储氢材料的热传导效率。
至于储氢材料(例如:储氢合金或纳米材料),则用于不同的操作温度及压力下吸附氢气或放出氢气,以达成储氢或放氢的目的,且其可包括但不限于化学式为AB、A2B、AB2、AB5的合金材料,其中A为稀土元素如镧(La)或是一种以上的稀土元素与镧的混合物等;B可为锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等元素;或是材料构造为BCC结构形式的储氢合金。AB5合金的A成分是镧(La)单独、或一种以上的稀土族元素与镧(La)的混合物。具体而言,例如:可将镧(La)或镧(La)的一部分以铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)或其他稀土族元素予以取代的镁铈合金(Mm)。另一方面,作为B成分的元素,可为镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)、铝(Al)等。AB2合金的A成分,可为钛(Ti)、锆(Zr),B成分可选自锰(Mn)、铬(Cr)、钒(V)、铁(Fe)等。而,AB2合金的A与B的比例并不限于1:2,可自1:1-1:2的广泛范围选择。AB合金以钛铁(TiFe)或钛钴(TiCo)为代表组成,B成分可由多种元素进行部分取代。A2B合金以镁镍(Mg2Ni)为代表组成的合金。BCC合金由钛(Ti)、铬(Cr)、钒(V)、钼(Mo)等所形成的具有体心立方型结晶构造的合金。本实施例的较佳储氢材料主要包含镧镍合金系列、铁钛合金系列与镁镍合金系列等的储氢合金,但不以此为限,例如:也可采碳纳米材料。
再者,可以理解的是各家厂商所生产的储氢材料的配方及其膨胀率皆各有差异,因此它们在吸附氢气时所造成的体积膨胀的形变量也不尽相同,以本实施例为例,储氢材料的形变量介于1~30%之间,但不以此为限,完全视其所使用的储氢材料的特性而定,然后相对应地去使用符合该形变量的弹性材料,以缓冲来自储氢材料因氢气吸/脱附而产生之体积膨胀或收缩所导致储氢容器的形变。因此,弹性材料可包括但不限于弹性树脂、聚氨酯(Polyurethanes,PU)、橡胶类(Rubbers or Elastomers)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS)copolymer)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚碳酸脂(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate),PMMA)、热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer,TPE)的固态材料、或是塑性形变率高于或等于储氢材料膨胀率的固态材料等。以本实施例为例,较佳的弹性材料为聚氨酯(Polyurethane,PU),其主要用以缓冲储氢材料在吸/脱附氢气时所造成体积膨胀或收缩的形变,且在本实施例中,其主要采用颗粒状的聚氨酯颗粒(PU颗粒)以作为弹性材料,但不以此为限。
请参考图1,其是本发明较佳实施例的储氢组合物制作与预处理程序的流程图。如步骤S11所示,首先将导热材料及弹性材料混合并放入预处理容器(未图示)内,再将预处理容器进行密封,使的成为气密状态。接着,再如步骤S12所示,对预处理容器内的导热材料与弹性材料进行抽真空程序。在本实施例中,抽真空程序为将内含导热材料与弹性材料混合物的预处理容器放入恒温水槽中加热,并启动真空泵(未图示)将预处理容器抽成真空。举例来说,该恒温水槽可包括但不限于60℃以上的热水槽,且该真空泵进行至少1小时以上的抽真空作业,以使该预处理容器达到真空的状态,但此等条件可依实际情形而任施变化,并不以此为限。最后,再如步骤S13所示,将经抽真空程序后的导热材料及弹性材料混合物自预处理容器倒出,并放入搅拌装置(未图示)中,再加入储氢材料共同进行搅拌,搅拌时间包括但不限于5分钟,使其均匀混合后,即完成本实施例的储氢组合物的预处理作业。
请同时参考图2和图3所示的较佳实施例,图2为储氢容器的制造方法的流程图,图3为储氢容器在测量形变时的测量点的示意图。在本实施例中,当要进行储氢容器3的制作时,首先,如步骤S21所示,先提供罐体30及储氢组合物,将储氢组合物填入罐体30中。储氢组合物如前所述,包含以特定比例混合的导热材料、可选择的弹性材料及储氢材料,前述合计共100重量份,其中导热材料的含量为1-15重量份,弹性材料的含量为1-35重量份。或是,仅为导热材料与储氢材料,其中导热材料的组成比例,相对于导热材料及储氢材料合计100重量份,含有1-30重量份的导热材料。然在步骤S21中更可包含另一子步骤:将储氢组合物进行预处理程序,但不以此为限,且此预处理程序即如前所述,是将导热材料与弹性材料混合并进行抽真空程序后,再将储氢材料加入导热材料与弹性材料中,均匀混合以形成储氢组合物。接着,将罐体30进行密封,使的成为气密状态。
再如步骤S22所示,对罐体30进行抽真空程序,并记录抽真空后的重量,即为罐体30充氢前的重量。在本实施例中,抽真空程序将罐体30密封以形成气密状态,接着再将气密的罐体30放入温度至少为60℃以上的热水槽中加热,并启动真空泵使其达到真空的状态,但此等条件可依实际情形而任施变化,并不以此为限。
接着如步骤S23所示,对罐体30进行活化充氢程序,并于此程序完成后,记录罐体30的重量,即为罐体30充氢后的重量。在本实施例中,活化充氢程序将罐体30放置于5-20℃冷水循环的供氢系统,以压力为1百万帕(MPa)的纯氢气对罐体30进行充氢至少1小时,以完成活化充氢程序,但此等条件可依实际情形而任施变化,并不以此为限。
最后,如步骤S24所示,比较罐体30充氢前与充氢后的重量,以得到储氢量,并判断此储氢量是否达到设计的标准值。若步骤S24的结果为是,即其储氢量已达到标准值,则可完成储氢容器3的制作与活化程序;然而,若步骤S24的结果为否,则表示其储氢量未达到标准值,此时将回到步骤S22,并再依序重复S22、S23及S24等步骤,直至其储氢量达到标准值为止。
以下将通过示范性实例说明本发明的储氢组合物及储氢容器3的制造方法:
本实施例的储氢组合物以不同量的导热材料(例如:铝纤维)混合定量的弹性材料(例如:聚氨酯颗粒)与储氢材料进行测试,在本实施例中,分别以50、100、150及200克的导热材料搭配重量固定为70克的弹性材料及3000克的储氢材料,分别列为配方A、配方B、配方C及配方D。其后并以配方A、配方B、配方C及配方D所制成的储氢组合物填充至罐体30中,并进行后续的活化、测量等程序,以完成储氢容器3的制作,并进行实验比对。
储氢组合物的预处理实例:
以配方A而言,先将50克的导热材料及70克的弹性材料放入预处理容器内混合,接着将预处理容器调整为气密状态,再将气密后的预处理容器放入温度至少60℃以上的热水槽中加热,并启动真空泵,抽真空至少1小时,使该预处理容器达到真空的状态。接着再将导热材料与弹性材料倒入搅拌装置内,再加入3000克的储氢材料于搅拌装置中,启动该装置搅拌至少5分钟,使其均匀混合,以完成储氢组合物的预处理程序。
至于配方B、配方C及配方D与配方A的差异仅在于所加入的导热材料重量不同,配方B、配方C及配方D等储氢组合物的预处理程序与前述配方A的预处理程序相同,在此不再赘述。
储氢容器的制作、活化实例:
测试容器的规格:以铝合金制的圆柱形储氢容器(长度297mm、直径76.2mm、壁厚2.0mm,设计压力3.2MPa)来做测试。
以配方A而言,先将经预处理后的配方A填入尚未活化而已放置有至少导气组件(例如:具有通孔或可透气的导气管)的封闭罐体30中。再将已气密的罐体30放入温度至少为60℃的热水槽中加热,并启动真空泵进行抽真空程序,完成后卸下并记录此时的重量,即为罐体30充氢前的重量。接着对罐体30进行活化充氢程序,将罐体30放置于5-20℃冷水循环的供氢系统,以压力为1百万帕(MPa)的纯氢气对罐体30进行充氢程序至少1小时,完成活化充氢程序,并记录此时的重量,即为罐体30充氢后的重量。最后比较罐体充氢前及充氢后的重量即可得到储氢量;若储氢量已达设计的标准,则完成储氢容器3的制作;若储氢量未达设计的标准,则重新进行抽真空程序、活化充氢程序及比较与判断程序。
至于配方B、配方C及配方D与配方A的差异仅在于所加入的导热材料(例如:铝纤维)重量不同,使用配方B、配方C及配方D的储氢容器的制作、活化及测量方法流程皆与配方A相同,在此不再赘述。
实验结果:
本实施例是固定弹性材料(例如:聚氨酯颗粒)及储氢材料的重量并混合不同重量的导热材料(例如:铝纤维)来进行测试,在本实施例中,罐体30充氢前重量及充氢后重量的测量比较结果如下表1所示:
表1
由表1可知,当导热材料添加量增加时,充氢量大致上都增加;另外,对此处所列出各配方而言,储氢材料的吸氢量(即储氢容器3的储氢量)相对于储氢材料总重量的重量百分率皆可维持在1.5个百分点左右。
请参考图3,其是本实施例储氢容器在测量形变时的测量点的示意图,即储氢容器3上所标示的测量点a、b、c、d、e及f处。其形变的测量结果如下表2所示:
表2
由表2可知,不论配方A、B、C或D,在储氢容器3各测量点测量充氢前后的差异,其形变量非常微小,由此证明了本实施例添加的弹性材料发挥了缓冲储氢材料吸附氢气时所造成的形变的作用,进而可减少储氢容器3内部的储氢材料所产生的应力,使储氢容器3变形量减少,进而可提升储氢容器3的耐久性与安全性。
以下比较本实施例储氢组合物配方A、配方B、配方C及配方D的放氢曲线,放氢曲线的测量在50℃的水中进行,设定放氢流量为每分钟8公升,直到放氢流量下降至每分钟0.5公升时停止。采以配方A、B、C、D的储氢组合物的放氢曲线比较结果如图4所示,在每分钟8公升的放氢速率下,本实施例的配方A、B、C及D分别约可维持放氢1300秒、2200秒、2900秒及3200秒。由此实验结果可知,本实施例的储氢组合物随着导热材料的数量增加,放氢时间也随之增加,且由于使用针状的导热材料,进而提高本实施例储氢组合物的热传导效率,使得放氢时的效率增加,并提高了可放出的氢气量,进而延长了放氢时间。除此的外,本实施例的储氢组合物由于直接混合导热材料、可选择的弹性材料以及储氢材料,所制作出来的储氢组合物已具有先前技术中铝盒的功能,因而不需要填入铝盒即可直接填入罐体30中,并可预先缩口,简易完成储氢容器3的制作,相较于先前技术,本实施例可节省填装储氢材料至铝盒、将铝盒放入罐体30、并进行热处理等复杂步骤的时间与人力。
综上所述,本发明透过使用导热材料与弹性材料直接取代先前技术中铝盒的角色,并通过导热材料的结构设计而提升了本发明储氢组合物的热传导效率,由此提高可放出的氢气量进而延长放氢时间,另外,由于本发明的储氢组合物中具有弹性材料,其可抑制或缓冲储氢材料在充氢时所产生的应力,因此本发明的储氢组合物不需如现有技术中将储氢材料填入铝盒后才能放入罐体中,也不需要对罐体进行两次热处理加工程序,由此减化了储氢容器制造流程,降低成本、节省材料、人力与时间。因此本发明的储氢组合物及其储氢容器的制造方法极具有产业利用价值,故依法提出申请。
本发明可以由本领域技术人员任意施匠思而为诸般修饰,但皆不脱离权利要求范围所欲保护的发明。
Claims (26)
1.一种储氢组合物的制备方法,所述储氢组合物至少包含一导热材料、一储氢材料及一固态弹性材料;前述这些材料通过搅拌方式而达到均匀混合,而得到所述储氢组合物;
相对于所述导热材料、所述储氢材料与所述固态弹性材料合计100重量份,所述的储氢组合物含有1-15重量份的导热材料,含有1-35重量份的固态弹性材料。
2.如权利要求1所述的方法,其中,相对于所述导热材料与所述储氢材料合计100重量份,所述储氢组合物含有1-30重量份的导热材料。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述导热材料为选自铜、钛、锌、铁、钒、铬、锰、钴、镍、铝的材料其中之一;其中,所述导热材料为选自由具前述材料成分的合金丝、纤维丝或针状结构的导热材料所构成的族群其中之一。
4.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述导热材料的热传导系数为90-500 W/mk。
5.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述固态弹性材料为选自弹性树脂、橡胶类、热塑性弹性体的固态材料其中之一。
6.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述固态弹性材料为塑性形变率高于或等于所述储氢材料的膨胀率的固态材料,其被配置为可缓冲来自所述储氢材料体积膨胀或收缩所导致的形变。
7.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述固态弹性材料为选自多异氰酸基与醇类组合固化的固态材料其中之一。
8.如权利要求5所述的方法,其中,所述固态弹性材料为颗粒状的聚氨酯。
9.如权利要求6所述的方法,其中,先将所述导热材料与所述固态弹性材料混合并进行抽真空后,再将所述储氢材料加入所述导热材料与所述弹性材料的混合物中。
10.一种储氢组合物充氢前的预处理方法,所述储氢组合物为至少包含一导热材料、一储氢材料及一固态弹性材料;所述的预处理方法为先将所述导热材料与所述弹性材料混合并进行抽真空后,再将所述储氢材料加入所述导热材料与所述弹性材料的混合物中,通过搅拌方式而达到均匀混合形成所述储氢组成物。
11.如权利要求10所述的方法,其中,所述固态弹性材料为选自弹性树脂、橡胶类、热塑性弹性体的固态材料其中之一。
12.如权利要求10所述的方法,其中,所述固态弹性材料为塑性形变率高于或等于所述储氢材料的膨胀率的固态材料,其被配置为缓冲来自所述储氢材料体积膨胀或收缩所导致的形变。
13.如权利要求11或12所述的方法,其中,所述固态弹性材料为颗粒状的聚氨酯。
14.一种储氢容器的制造方法,其包含下列步骤:
(a) 将一储氢组合物填入一罐体内,所述储氢组合物至少包含一导热材料、一储氢材料及一固态弹性材料;前述这些材料通过搅拌方式而达到均匀混合,而得到所述储氢组合物;
(b) 对所述罐体进行抽真空程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢前的重量;
(c) 对所述罐体进行活化充氢程序,并于完成此程序后,记录所述罐体充氢后的重量;
(d) 比较所述罐体充氢前与充氢后的重量,以取得储氢量,并判断所述储氢量是否达到标准值;若其结果为是,则完成所述储氢容器的制作;若其结果为否,则重复进行上述(b)、(c)及(d)的步骤。
15.如权利要求14所述的制造方法,其中,在所述步骤(a)中,相对于所述导热材料、所述储氢材料与所述固态弹性材料的合计100重量份,所述储氢组合物含有1-15重量份的导热材料,含有1-35重量份的固态弹性材料。
16.如权利要求14或15所述的制造方法,其中,所述步骤(a)还包含一子步骤(a1):将所述储氢组合物进行预处理程序,即将所述导热材料与所述固态弹性材料一起混合,并进行抽真空程序后,再加入所述储氢材料混合以形成所述储氢组合物。
17.如权利要求16所述的制造方法,其中,所述子步骤(a1)中的所述抽真空程序是先将所述导热材料与所述固态弹性材料放置于预处理容器中,再将所述预处理容器密封后放置于温度为60℃以上的环境中,并以真空泵抽成真空,使所述预处理容器达到真空状态。
18.如权利要求14、15或17中任一项所述的制造方法,其中,所述步骤(b)中的所述抽真空程序是将所述罐体密封后放置于温度为60℃以上的环境中,并以真空泵抽成真空,使所述罐体达到真空状态;其中,所述步骤(c)中的所述活化充氢程序是将所述罐体放置于温度为5-20℃的供氢系统中,以纯氢气对所述罐体充氢1小时以上。
19.如权利要求16所述的制造方法,其中,所述步骤(b)中的所述抽真空程序是将所述罐体密封后放置于温度为60℃以上的环境中,并以真空泵抽成真空,使所述罐体达到真空状态;其中,所述步骤(c)中的所述活化充氢程序是将所述罐体放置于温度为5-20℃的供氢系统中,以纯氢气对所述罐体充氢1小时以上。
20.如权利要求14、15或17所述的制造方法,其中,所述固态弹性材料为选自弹性树脂、橡胶类、热塑性弹性体的固态材料其中之一。
21.如权利要求14、15或17所述的制造方法,其中,所述固态弹性材料为塑性形变率高于或等于所述储氢材料的膨胀率的固态材料,其被配置为缓冲来自所述储氢材料体积膨胀或收缩所导致的形变。
22.如权利要求14、15或17所述的制造方法,其中,所述固态弹性材料为选自多异氰酸基与醇类组合固化的固态材料其中之一。
23.如权利要求20所述的制造方法,其中,所述固态弹性材料为颗粒状的聚氨酯。
24.如权利要求21所述的制造方法,其中,所述固态弹性材料为颗粒状的聚氨酯。
25.如权利要求14、15或17所述的制造方法,其中所述导热材料为选自铜、钛、锌、铁、钒、铬、锰、钴、镍、铝的材料其中之一、或具前述材料成分的合金丝、纤维丝或针状结构的导热材料所构成的族群其中之一。
26.如权利要求14、15或17所述的制造方法,其中所述导热材料为热传导系数介于90-500 W/mk之间的导热材料。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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