CN1123724C - 低温吸附储氢及储氢罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低温吸附储氢方法及一种吸附储氢罐，利用液氮温度下氢气在高表面活性炭或活性炭纤维上的高吸附量，降低氢气的储存压力，提高储氢密度。吸附剂床层通过外围的液氮夹套和内部敷设的液氮盘管冷却至液氮温度，液氮夹套外是绝热保温层。吸附剂床层内有金属换热管，移出或提供快速吸放氢时的吸附热。液氮和储氢空间的温度、压力实施自动控制。储氢压力1.0-2.0MPa，每升容积储氢约30克。

Description

低温吸附储氢及储氢罐
                        技术领域
本发明属于氢气的储存、运输及分配技术。
                        背景技术
氢气不但是重要化工原料，而且是最清洁、可再生的能源。近年来，氢能汽车呼之欲出，唯有氢气的储存技术尚未得到满意的解决。氢气的大规模储存始终是人们关切的问题。凡需要大量使用氢气的场所，皆采用就地生产，就地使用的办法，许多含氢气流，因为无法解决氢气的储存与输送问题而白白烧掉。多年来对金属氢化物储氢做了大量的研究工作，但因为储氢合金比重大或吸放氢条件比较苛刻，不适合大规模的氢气储存与转运。液氢固然有许多优势，但氢气的液化成本很高，蒸发损失严重，大大提高了氢能成本。采用氢气的高压压缩储存，虽然压力高达20MPa以上，储氢密度依然不高，并且储氢罐自重大，亦不宜大规模应用。若通过有机化合物的加氢和脱氢实现储氢目的，无疑是在产氢和用氢场所分别建加氢和脱氢反应器，在技术要求、投资和使用方便性等方面距离实用化尚远。至于所谓碳纳米管常温储氢虽有可能性，但其实用性尚待证实。
                        发明内容
针对目前氢气储存的上述问题，本发明提出适于大规模储氢和用氢的成本较低、单位重量和体积储氢密度较高的低温吸附储氢方法和一种储氢罐。
本发明是在液氮温度下使氢气吸附在高表面活性炭或活性炭纤维制品上，在1.0-2.0MPa压力下达到20-25MPa压力下压缩储氢的储氢量。氢气储罐的罐体用耐氢金属材料或复合材料制成。其结构特征在于：1、储氢罐中填充储氢吸附剂(高表面活性炭或活性炭纤维制品)。2、吸附剂床层外部有液氮夹套，在吸附剂床层中敷设液氮循环盘管(小罐中省去)，液氮循环盘管与液氮夹套相通。3、液氮夹套外是高真空层并有多层防辐射损失的绝热保温层。4、吸附剂床层中设置一个金属换热器。5、传感器将液氮空间和储氢空间的温度、压力输入控制器以保证系统的安全性。
以上述结构的储氢罐，实现吸附储氢的方法是，利用液氮使吸附剂床层温度保持在77-78K，氢气的罐装压力为1.0-2.0MPa，通过吸附剂床层中的换热器移出快速充氢时的吸附热或提供快速放氢时的脱附热。
本发明的优点是：(1)通过外夹套和内盘管中的液氮将高表面活性炭维持在液氮温度，从而大大提高了氢气的的吸附量，其重量储氢密度超过5％，体积储氢密度与液氢相当接近。(2)与常温高压压缩储氢技术相比，储氢压力降低了10倍，大大降低了储氢罐重量和制造成本以及压缩成本。(3)与液氢相比，节省了氢气液化成本，并将蒸发损失由昂贵的液氢转变为廉价的液氮。目前的保温技术已经可以做到液氮的日损失量小于0.2％，故储氢的成本大大低于液氢。(4)与合金储氢相比，重量大大减轻，吸放氢条件温和。(5)采用温度、压力自动控制系统，保证安全。(6)通过吸附剂床层中的换热器，取走快速充氢释放的吸附热或者提供快速放氢时所需用的脱附热，从而使储氢容量和放氢速率恒定。(7)吸放氢瞬时、可逆，作为储氢吸附剂的活性炭寿命实际上是无限的。
                        附图说明
图1为本发明吸附储氢罐结构示意图；
图2为一种高表面活性炭在液氮温度下对氢气的吸附存储性能曲线图。
图中1：氢气的入、出口并连通自控阀门；2：氢气限压阀；3：液氮加入口并连通自控阀门；4：液氮空间限压阀；5和6：金属换热器的入、出口并连通自控阀门；7：液氮夹套外的绝热保温层；8：液氮夹套；9：吸附剂(活性炭或活性炭纤维)；10：金属换热器；11：液氮循环盘管。
曲线1：常温不同压力下单纯压缩的储氢量；
曲线2：实测77K的氢气吸附等温线；
曲线3：液氮温度(77K)下吸附储氢罐的总储氢能力，它是吸附剂的吸附量和吸附剂颗粒内外空隙中的压缩储气量之和。
                        具体实施方式
实施例：在100升的储氢罐中填充一种高表面活性炭，其在77K时对氢气的吸附存储性能如附图2所示。该图表明，常温压缩储氢在20MPa压力下每升只能储存14.5克氢气；若以液氮为冷源吸附储氢，则在2MPa压力下即可储存30.5克。压力减小到十分之一，储氢量却增大一倍以上，整个气瓶可以储存氢气3公斤以上，足够燃料电池驱动的4人座汽车行驶400公里。若用于大型氢气运输车，10m3储罐可以储存300公斤以上氢气，相当于约4000m3常压氢气。

Claims (2)

1、一种吸附储氢罐，其特征在于：罐内填充高表面活性炭或活性炭纤维制品吸附剂，吸附剂外有液氮夹套，吸附剂内部设液氮循环盘管和金属换热器，液氮循环盘管与液氮夹套相通，液氮夹套外有防辐射绝热保温层，储氢和液氮系统的温度和压力实施自动调节。
2、一种采用按权利要求1所述的储氢罐的吸附储氢方法，其特征在于：利用液氮使吸附剂床层温度保持在77-78K，氢气的罐装压力为1.0-2.0MPa，通过吸附剂床层中的换热器移出快速充氢时的吸附热或提供快速放氢时的脱附热。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101832464A (zh) * 2010-05-25 2010-09-15 浙江大学 热量自平衡型金属氢化物储放氢装置
CN102011939A (zh) * 2010-10-28 2011-04-13 华南理工大学 一种液化天然气储罐降温稳压系统及方法
CN102537656A (zh) * 2012-01-12 2012-07-04 张家港韩中深冷科技有限公司 液化天然气独立供气装置
CN103278374B (zh) * 2013-06-14 2015-04-22 中国科学院广州能源研究所 一种原位拉曼分析的水合物表征装置及水合物样品原位拉曼的分析方法
DE102014112059A1 (de) * 2014-08-22 2016-02-25 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Brennstoffzellensystem-Reaktionsgasbehälter mit optimierter Raumausnutzung
CN105715943B (zh) * 2014-12-03 2018-07-27 北京有色金属研究总院 一种固态高压混合储氢罐
TWI531405B (zh) 2014-12-15 2016-05-01 財團法人工業技術研究院 氫洩漏吸附裝置、氫能利用系統、及氫洩漏吸附方法
CN110354636A (zh) * 2019-07-05 2019-10-22 四川远方高新装备零部件股份有限公司 一种变压吸附分离柱及其电控系统
CN111207294B (zh) * 2020-01-08 2022-05-24 上海正帆科技股份有限公司 一种气体增压充装系统及增压充装方法
CN112999996A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 长春大学 一种可储氢产热设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1120744A (zh) * 1995-07-21 1996-04-17 洪国治 氢气储存方法及氢化物电极材料之化学组成法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1120744A (zh) * 1995-07-21 1996-04-17 洪国治 氢气储存方法及氢化物电极材料之化学组成法

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