CN112161193A - 一种用于分析仪器的供氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分析仪器的供氢装置，属于氢气供应领域。该装置包括进气盘管，机柜，过滤器，止回阀，压力表，球阀，安全阀，氢增压罐，热电偶，温控器，硅胶加热套，保温套，硅酸铝保温棉球，储氢罐，出气盘管等部件。可以净化氢气，并提供1‑20MPa之间任何输出压力的氢气。该供氢装置具有无振动噪音，结构简单、易实现，操作简单、方便、安全，占地空间小，可以利用实验室现有低压管路氢气作为气源，无需任何用于加热或者冷却的液态介质，不存在泄漏风险，使用期间可以对中间气路部分进行抽真空，不会造成大量的气体浪费。

Description

一种用于分析仪器的供氢装置
技术领域
本发明涉及一种氢气供应领域，特别是一种用于分析仪器的供氢装置。
背景技术
对于实验室而言，过去分散的钢瓶供气方式不利于安全高效管理。集中供气系统又称中央供气系统，是一种越来越普遍被人们采用的一种供气方式。然而，集中供气系统的压力普遍不是太高，因为绝大多数仪器所需要的气体压力都不是太高，很多时候压力<1MPa就足够使用。另外，对于集中供气而言，由于存在较长的气体管路，低压力供气有利于降低泄漏，有利于安全管理。
但是，某些实验室偶尔需要添置一些使用高压氢气做实验的仪器设备，比如用于储氢材料性能测试的PCT装置，其很多时候需要使用10MPa以上压力的高纯氢气。此时就比较麻烦，使用现有低压供氢气路无法达到使用要求，单独为其配备一个高压氢气钢瓶，又存在安全风险，并且还需要保证一定的空间放置，不太方便。或者，在使用的仪器和低压供氢气路之间安装机械式氢气压缩机。但机械式氢气压缩机有如下缺点：
(1)存在运动部件，其密封部件需要定期维护；
(2)有较大的噪音和振动；
(3)存在污染排放；
(4)在油蒸气的作用下会降低氢气纯度；
(5)能耗高，运行成本高；
(6)占地空间大。
另外，有时管道集中供氢可能存在氢气中某些杂质成分比标准含量偏高，影响后端用氢分析仪器的测试结果，存在对氢气净化的需要。因此，有必要发展更加有效和使用针对性的供氢装置。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种低成本、占地空间小、安全性高、无振动噪音、使用简单方便，可利用实验室现有低压管路氢气为分析仪器提供高压高纯氢气的装置—一种用于分析仪器的供氢装置。
本发明的技术方案如下：
一种用于分析仪器的供氢装置，包括进气盘管、机柜、过滤器、止回阀、压力表、球阀、安全阀、氢增压罐、热电偶、温控器、硅胶加热套、保温套、硅酸铝保温棉球、储氢罐、出气盘管。
其中，机柜包含柜体、通风口、风扇、可调地脚，氢增压罐包含不锈钢瓶、石英棉、铜网胶囊、储氢合金粉、小直径泡沫铜球、大直径泡沫铜球、长方形多孔板，储氢罐包含气瓶和散热翅片。
进气盘管与实验室常规低压气源相连，进气盘管的另一端与过滤器入口端相连，过滤器的出口端与止回阀入口端相连，止回阀出口端与四通接头的一个端口相连，四通接头的另一个端口与压力表相连(该压力表用于指示增压区域气路的压力)，四通接头的另一个端口与球阀的入口端相连，球阀的出口端与三通接头的一个端口相连，三通接头的另一个端口与安全阀相连，三通接头剩下的一个端口与氢增压罐入口端相连，氢增压罐的外壁套有硅胶加热套，硅胶加热套外面套有保温套，硅胶加热套通过温控器实现加热控温，测温热电偶放在氢增压罐与硅胶加热套之间的接触面的上方，保温套和氢增压罐之间的空隙用硅酸铝保温棉球填充；四通接头的剩下一个端口与另一个止回阀的入口端相连。另一个止回阀的出口端与四通接头的一个端口相连。四通接头的另一个端与另一个压力表相连。该压力表用于指示供氢装置输出气路的压力。四通接头的另一个端口与另一个过滤器的入口端相连，四通接头剩下的一个端口与另一个球阀的入口端相连，另一个球阀的出口端与储氢罐相连，另一个过滤器的出口端与出气盘管相连，出气盘管的另一端与分析仪器相连。
柜体的底部平面装有风扇，风扇的中心与储氢罐的中心同轴，风向由外向内吹。柜体底部平面装有4个可调地脚，可以使其平稳的放置在桌面上。过滤器、止回阀、压力表、安全阀、球阀、氢增压罐、硅酸铝保温棉球、温控器、热电偶、硅胶加热套、保温套、储氢罐、风扇都装在柜体中，其中温控器的操作面板放在柜体之外，球阀的手柄放在柜体之外，以方便用户的操作。两个压力表的示值盘面均朝向柜体之外，以方便用户观看。柜体靠着进气盘管的侧面开有通风口，方便空气流动排出，带走热量，以及可能存在的微量氢气，防止氢气在封闭空间中聚集爆炸以确保安全。储氢罐用于大量储存高压高纯氢气，以维持比较稳定的输出压力。过滤器用于滤除氢气中可能存在的颗粒物。
止回阀用于防止氢气的倒流，可以简化用户操作，能保证在分析仪器使用储氢罐中的高压氢气同时氢增压罐可以进行室温吸氢，并在储氢罐中的高压氢气接近用完时，再次启动氢增压罐的加热增压，实现连续高压稳定供氢。球阀用于控制氢增压罐和储氢罐与气路之间是处于连接还是隔离关系。对于无需使用高压氢气或者对连接气路进行抽真空的时候可以将氢增压罐和储氢罐前面的球阀关闭。安全阀是确保整个气路的安全，其设定压力为20MPa，即当由于不可控原因造成整个气路的压力大于20MPa时，则安全阀将开启以卸除气路中的高压氢气避免损害设备或者造成爆炸事故。安全阀的出口直接对着柜体上方。安全阀卸出的氢气直接排在柜体内部，并随着风扇气流从通风口排出柜体之外。硅酸铝保温棉球和保温套用于降低加热时氢增压罐的热量损失。测温热电偶放置在硅胶加热套和氢增压罐接触面的上方是确保整个氢增压罐的温度不低于控制温度，以确保内部的储氢合金均已充分加热处于工作状态。
温控器用于控制硅胶加热套的加热温度，并进而控制氢增压罐的输出压力。对于金属氢化物而言，其输出的氢气压力满足van’t Hoff关系，通过加热即可实现指数级的增压效果，其温度和压力之间的具体关系取决于所使用的材料种类。具体对于本发明而言，氢增压罐的温度(t，℃)与压力(p，MPa)之间满足如下关系p＝0.3678·exp(0.03369t)，通过调节温度即可获得想要的压力，无需使用任何调压阀，使用简单方便。进气盘管和出气盘管皆可以伸缩，方便用户连接气源和仪器，避免不必要的弯折和缠绕。
氢增压罐的不锈钢瓶被两块长方型多孔板和一块圆形多孔板分割成五个部分。其中，两块长方型多孔板之间成90°正交，两块长方形多孔板上方放置一个圆形多孔板。圆形多孔板下方的四个腔体中装有大直径泡沫铜球、小直径泡沫铜球、铜网胶囊、储氢合金粉。储氢合金粉被装在铜网胶囊中，呈现圆柱型。多个这样的铜网胶囊竖直放置就构成了储氢材料层。圆形多孔板下方的四个腔体中，都是以最底部为三层大直径泡沫铜球，然后一层储氢材料层、一层大直径泡沫铜球、一层储氢材料层、一层小直径泡沫铜球、一层储氢材料层，放置相关材料。圆形多孔板上方的氢增压罐腔体中放置的是石英棉。不锈钢瓶的内壁开始缩口的位置装有挂钩，用于固定圆形多孔板。石英棉一方面可以保温隔热，一方面可以过滤高压氢气流中可能存在的粉末颗粒。
储氢合金粉的化学式为Ce0.5La0.5Mn0.4Ni4.6，在室温下吸氢，高温下放氢，其装入的粉末粒径为2～6mm，随着吸放氢的不断进行，材料的颗粒会变得越来越细小，如果将其简单的填充进不锈钢瓶中使用会造成对不锈钢瓶底部产生挤压破坏，影响传热传质的进行并进而影响吸放氢速度。储氢合金粉的总体积占氢增压罐腔体容积的60％～70％。
氢增压罐之所以采用上述结构，主要考虑了如下因素：
(1)提高储氢合金粉在腔体中的有效填装量；(2)尽可能减缓储氢合金粉逐步向不锈钢瓶底部堆积；(3)改善传热传质效果；(4)降低制造成本，方便加工实现，以得到在这四者之间平衡性较好的方案。另外，储氢合金粉颗粒越来越细小，可以形成大量新鲜活性表面，可以吸附氢气中存在的各种杂质气体，提高输出氢气的纯度。
不锈钢瓶的长为80-500mm，外径为60-150mm，壁厚为2-4mm。所述石英棉规格为5-10um，短期耐高温1700℃，长期耐高温1350℃。所述圆形多孔板的直径为50-145mm，孔径为2-8mm，板厚为0.5-2mm，圆形多孔板边缘有2-6个固定孔，方便与不锈钢瓶内壁挂钩相连和脱离，将储氢材料层限定在氢增压罐下方区域，将石英棉限定在上方区域。长方形多孔板上的孔径为2-8mm，长为80-500mm，宽为50-145mm，板厚为0.5-2mm。通过长方形多孔板将圆形多孔板下方不锈钢瓶腔体均匀分成4个部分，方便填充储氢材料，限制储氢材料在局部堆积。氢增压罐中大直径泡沫铜球的规格为：直径10-20mm，孔径80-150PPI。氢增压罐中小直径泡沫铜球的规格为：直径5-10mm，孔径80-150PPI。铜网胶囊的规格为：外径8-15mm，壁厚1-2mm，孔径300-1000目。这些多孔铜网结构有利于分散应力，阻碍合金粉向氢增压罐底部距离，提供氢气扩散通道，高效传递热量。
气瓶的材料为铝、铝合金、铜或者铜合金，外径为60-200mm，壁厚为2-6mm，腔体容积大小为1-10L。气瓶外壁上装有散热翅片，材质为铝、铝合金、铜或者铜合金，数量为3-10片，长度为50-500mm，宽度为10-60mm，壁厚为0.5-1mm，呈现径向均匀分布，有利于风扇对其吹风冷却，使加热的氢气尽快冷却到室温，防止高温氢气进入分析仪器中，对分析仪器的使用造成不利的影响。
本发明的有益效果为：所述的用于分析仪器的供氢装置，其无振动噪音，结构简单、易实现，操作简单、方便、安全，占地空间小，可以利用实验室现有低压管路氢气作为气源，将输出的氢气压力恒定在1-20MPa以内任何压力，可在较低的加热温度(最高加热温度<130℃)下获得较高的输出压力，有利于提升使用安全性，可以进一步提升氢气的纯度，无需任何用于加热或者冷却的液态介质，不存在泄漏风险，使用期间可以对中间气路部分进行抽真空，不会造成大量的气体浪费。
附图说明
图1为本发明实施例中一种用于分析仪器的供氢装置结构示意图及其与氢源和分析仪器之间的连接关系；
图2为本发明实施例中一种用于分析仪器的供氢装置的氢增压罐结构示意图；
图3为本发明实施例中氢增压罐中长方形多孔板和圆形多孔板之间的位置关系；
图4为本发明实施例中氢增压罐中圆形多孔板的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例中氢增压罐中长方形多孔板的正视结构示意图；
图6为本发明实施例中储氢罐的仰视结构示意图；
图7为本发明实施例中一种用于分析仪器的供氢装置的加热温度与输出压力的关系曲线；
图中：1实验室常规低压气源、2进气盘管、3机柜、3-1柜体、3-2通风口、3-3风扇、3-4可调地脚、4过滤器、5止回阀、6压力表、7止回阀、8压力表、9过滤器、10球阀、11球阀、12安全阀、13氢增压罐、13-1不锈钢瓶、13-2石英棉、13-3铜网胶囊、13-4储氢合金粉、13-5小直径泡沫铜球、13-6大直径泡沫铜球、13-7长方形多孔板、13-8圆形多孔板、14热电偶、15温控器、16硅胶加热套、17保温套、18硅酸铝保温棉球、19储氢罐、19-1气瓶、19-2散热翅片、20出气盘管、21分析仪器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
如图1-6所示，一种用于分析仪器的供氢装置，包括：进气盘管2，机柜3，过滤器4，止回阀5，压力表6，止回阀7，压力表8，过滤器9，球阀10，球阀11，安全阀12，氢增压罐13，热电偶14，温控器15，硅胶加热套16，保温套17，硅酸铝保温棉球18，储氢罐19，出气盘管20。其中，机柜3包含柜体3-1，通风口3-2，风扇3-3，可调地脚3-4。氢增压罐13包含不锈钢瓶13-1，石英棉13-2，铜网胶囊13-3，储氢合金粉13-4，小直径泡沫铜球13-5，大直径泡沫铜球13-6，长方形多孔板13-7，圆形多孔板13-8。储氢罐19包含气瓶19-1，散热翅片19-2。
该装置的进气盘管2与实验室常规低压气源1相连，进气盘管2的另一端与过滤器4入口端相连，过滤器4的出口端与止回阀5入口端相连，止回阀5出口端与四通接头的一个端口相连，四通接头的另一个端口与压力表6相连，四通接头的另一个端口与球阀11的入口端相连，球阀11的出口端与三通接头一个端口相连，三通接头的另一个端口与安全阀12相连，安全阀12的出口直接朝向柜体上方。三通接头剩下的一个端口与氢增压罐13入口端相连，氢增压罐13的外壁套有硅胶加热套16，硅胶加热套16外面套有保温套17，硅胶加热套16通过温控器15实现加热控温，测温热电偶14放在氢增压罐13与硅胶加热套16之间的接触面的上方，保温套17和氢增压罐13之间的空隙用硅酸铝保温棉球18填充。四通接头的剩下一个端口与另一个止回阀7的入口端相连，另一个止回阀7的出口端与另一个四通接头的一个端口相连，另一个四通接头的另一个端口与另一个压力表8相连，另一个四通接头的另一个端口与另一个过滤器9入口端相连，四另一个通接头剩下的一个端口与另一个球阀10的入口端相连，另一个球阀10的出口端与储氢罐19相连，另一个过滤器9的出口端与出气盘管20相连，出气盘管20的另一端与分析仪器21相连。柜体3-1的底部平面装有风扇3-3，风扇3-3的中心与储氢罐19的中心同轴，风向由外向内吹。柜体3-1底部平面装有4个可调地脚3-4。过滤器4、9，止回阀5、7，安全阀12，球阀10、11，氢增压罐13，硅酸铝保温棉球18，温控器15，热电偶14，硅胶加热套16，保温套17，储氢罐19，风扇3-3都装在柜体3-1中。其中，温控器15的操作面板放在柜体3-1之外，球阀10、11的手柄放在柜体3-1之外，压力表6、8的示值盘面朝向柜体之外。柜体3-1的靠着进气盘管2的侧面开有通风口3-2。
如图2所示，氢增压罐13的外壳是不锈钢瓶13-1，中间的腔体被两块长方型多孔板13-7和一块圆形多孔板13-8分割成五个部分。其中，如图3-5所示，两块长方型多孔板13-7之间成90°正交，两块长方形多孔板13-7上方放置一块圆形多孔板13-8。如图2所示，圆形多孔板13-8下方的四个腔体中装有大直径泡沫铜球13-6，小直径泡沫铜球13-5，铜网胶囊13-3，储氢合金粉13-4。储氢合金粉13-4被装在铜网胶囊13-3中，呈现圆柱型。多个这样的铜网胶囊13-3竖直放置就构成了储氢材料层。圆形多孔板13-8下方的四个腔体中，都是以最底部为三层大直径泡沫铜球13-6，然后一层储氢材料层，一层大直径泡沫铜球13-6，一层储氢材料层，一层小直径泡沫铜球13-5，一层储氢材料层，放置相关材料。圆形多孔板13-8上面的氢增压罐13腔体放置的是石英棉13-2。不锈钢瓶13-1的内壁开始缩口的位置装有挂钩，方便固定和拆卸圆形多孔板13-8。储氢合金粉13-4的化学式为Ce0.5La0.5Mn0.4Ni4.6，其装入的粉末粒径为2～6mm。储氢合金粉13-4的有效体积占氢增压罐13腔体容积的65％。
该不锈钢瓶13-1的长为200mm，外径为70mm，壁厚为3mm。该石英棉13-2规格为5-10um，短期耐高温1700℃，长期耐高温1350℃。铜网胶囊13-3的外径为8mm，壁厚1mm，孔径为600目。该小直径泡沫铜球13-5的直径为5mm，孔径为100PPI。该大直径泡沫铜球13-6的直径为10mm，孔径为100PPI。该长方形多孔板13-7的孔径为5mm，长为180mm，宽为60mm，板厚为1mm。该圆形多孔板13-8的直径为60mm，孔径为5mm，板厚为1mm，边缘有4个分布均匀的固定孔。
该气瓶19-1的材料为6061铝合金，外径为80mm，壁厚为4mm，腔体容积为2L。储氢罐19外壁上装有散热翅片19-2，其数量为8片，呈现径向均匀分布，材质为6061铝合金，长度为300mm，宽度为50mm。
为测试该供氢装置的性能，将该供氢装置的球阀10和11都设成打开状态，向供氢装置中通入0.8MPa氢气，等待10分钟后，待氢增压罐中储氢合金吸氢饱和后，通过温控器依次从低到高设定恒定温度，并通过压力表8测定输出的氢气压力，根据恒定温度和输出的氢气压力值作图可得图7关系图，可以看出该装置的输出压力与加热温度之间呈现指数关系，其在室温下的压力较低，但是在加热到118℃时，其输出压力可以达到19.6MPa。另外，对供氢装置的入口氢气和出口氢气的成分进行检测，根据中国国家标准GB/T 3634.2-2011规定采用氦离子化气相色谱法测定氢气中O2(Ar)、N2、CO、CO2、CH4的含量，根据中国国家标准GB/T 5832.3规定采用光腔衰荡光谱法测定氢气中的H2O的含量，其结果对比如表1所示，可以看出该供氢装置具有净化氢气的效果。
表1供氢装置的入口氢气和出口氢气成分对比
入口氢气的成分 出口氢气的成分
O2(Ar) 0.9ppm 0.6ppm
N2 4ppm 3ppm
CO 1ppm 0.5ppm
CO2 1ppm 0.5ppm
CH4 2ppm 0.6ppm
H2O 4ppm 2.5ppm

Claims (8)

1.一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，包括进气盘管、机柜、出气盘管以及置于机柜柜体内的过滤器、止回阀、压力表、球阀、安全阀、氢增压罐、储氢罐；所述进气盘管的两端分别连接实验室常规低压气源、过滤器，所述出气盘管的两端分别连接另一个过滤器、分析仪器；
靠近进气盘管的过滤器，其出口端与止回阀入口端相连，止回阀出口端与四通接头的一个端口相连，四通接头的另一个端口与压力表相连，四通接头的另一个端口与球阀的入口端相连，球阀的出口端与三通接头一个端口相连，三通接头的另一个端口与安全阀相连，安全阀的出口直接朝向柜体上方，三通接头剩下的一个端口与氢增压罐入口端相连，四通接头的剩下一个端口与另一个止回阀的入口端相连；
另一个止回阀的出口端与另一个四通接头的一个端口相连，该四通接头的另一个端口与另一个压力表相连，该四通接头的另一个端口与另一个过滤器入口端相连，该四通接头剩下的一个端口与另一个球阀的入口端相连，另一个球阀的出口端与储氢罐相连。
2.根据权利要求1所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述机柜包含柜体、通风口、风扇、可调地脚，所述可调地脚置于柜体底部，所述通风口、风扇分别置于柜体上部、底部；所述氢增压罐包含不锈钢瓶以及不锈钢瓶内石英棉、圆形多孔板、铜网胶囊、小直径泡沫铜球、储氢合金粉、大直径泡沫铜球、长方形多孔板；所述储氢罐包含气瓶和散热翅片。
3.根据权利要求2所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述氢增压罐的外壁套有硅胶加热套，硅胶加热套外面套有保温套，硅胶加热套通过温控器实现加热控温，测温热电偶放在氢增压罐与硅胶加热套之间的接触面的上方，保温套和氢增压罐之间的空隙用硅酸铝保温棉球填充。
4.根据权利要求3所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述风扇安装于柜体的底部平面，风扇的中心与储氢罐的中心同轴，风向由外向内吹；所述通风口置于柜体靠着进气盘管的侧面；所述温控器的操作面板放在柜体之外，球阀的手柄放在柜体之外，压力表的示值盘面朝向柜体之外。
5.根据权利要求2所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述氢增压罐的不锈钢瓶中间的腔体被两块长方型多孔板和一块圆形多孔板分割成五个部分；两块长方型多孔板之间成90°正交，两块长方形多孔板上方放置一块圆形多孔板；圆形多孔板下方的四个腔体中装有大直径泡沫铜球、小直径泡沫铜球、铜网胶囊、储氢合金粉。
6.根据权利要求5所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述储氢合金粉的化学式为Ce0.5La0.5Mn0.4Ni4.6，粉末粒径为2～6mm；所装填的储氢合金粉总体积占氢增压罐腔体容积的60％-70％。
7.根据权利要求5所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述氢增压罐中，不锈钢瓶的长为80-500mm，外径为60-150mm，壁厚为2-4mm；石英棉规格为5-10um，短期耐高温1700℃，长期耐高温1350℃；圆形多孔板的直径为50-145mm，孔径为2-8mm，板厚为0.5-2mm，圆形多孔板边缘有2-6个固定孔；长方形多孔板上的孔径为2-8mm，长为80-500mm，宽为50-145mm，板厚为0.5-2mm；大直径泡沫铜球的规格为：直径10-20mm，孔径80-150PPI；小直径泡沫铜球的规格为：直径5-10mm，孔径80-150PPI；铜网胶囊的规格为：外径8-15mm，壁厚1-2mm，孔径300-1000目。
8.根据权利要求2所述一种用于分析仪器的供氢装置，其特征在于，所述储氢罐的气瓶的材料为铝、铝合金、铜或者铜合金，外径为60-200mm，壁厚为2-6mm，腔体容积大小为1-10L；气瓶外壁上装有散热翅片，材质为铝、铝合金、铜或者铜合金，数量为3-10片，长度为50-500mm，宽度为10-60mm，壁厚为0.5-1mm，呈现径向均匀分布。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112158804A (zh) * 2020-09-29 2021-01-01 扬州大学 一种供氢装置的制造方法
CN113063090A (zh) * 2021-03-16 2021-07-02 永安行科技股份有限公司 一种储氢器及其氢燃料电动自行车
CN114719181A (zh) * 2022-03-31 2022-07-08 华能国际电力股份有限公司丹东电厂 氨储罐差压卸氨法及其卸氨装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547366A (ja) * 1991-02-06 1993-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 角形金属水素化物蓄電池
JP2005273724A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Toyota Industries Corp 圧力容器
CN2864323Y (zh) * 2005-11-22 2007-01-31 上海齐耀动力技术有限公司 小型氢气增压装置
TW201126091A (en) * 2010-01-27 2011-08-01 Chung Hsin Elec & Mach Mfg Hydrogen storage canister having porous metal foams material
CN205480185U (zh) * 2016-01-26 2016-08-17 北京科技大学 一种金属氢化物储氢装置
CN111022912A (zh) * 2020-02-18 2020-04-17 扬州大学 一种低成本、吸放氢速度快、且安全性高的金属氢化物储氢罐

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547366A (ja) * 1991-02-06 1993-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 角形金属水素化物蓄電池
JP2005273724A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Toyota Industries Corp 圧力容器
CN2864323Y (zh) * 2005-11-22 2007-01-31 上海齐耀动力技术有限公司 小型氢气增压装置
TW201126091A (en) * 2010-01-27 2011-08-01 Chung Hsin Elec & Mach Mfg Hydrogen storage canister having porous metal foams material
CN205480185U (zh) * 2016-01-26 2016-08-17 北京科技大学 一种金属氢化物储氢装置
CN111022912A (zh) * 2020-02-18 2020-04-17 扬州大学 一种低成本、吸放氢速度快、且安全性高的金属氢化物储氢罐

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112158804A (zh) * 2020-09-29 2021-01-01 扬州大学 一种供氢装置的制造方法
CN113063090A (zh) * 2021-03-16 2021-07-02 永安行科技股份有限公司 一种储氢器及其氢燃料电动自行车
CN114719181A (zh) * 2022-03-31 2022-07-08 华能国际电力股份有限公司丹东电厂 氨储罐差压卸氨法及其卸氨装置

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