CN115032114A - 一种储氢材料性能测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储氢材料性能测试装置及其测试方法，涉及储氢材料性能测试技术领域，包括加压子系统、气体储存子系统、排气子系统和主管路，所述主管路上依次安装有第一安装阀、第四截止阀和第三电动控制阀，所述气体储存子系统、所述排空子系统和所述反应子系统依次连接在位于所述第三电动控制阀的后方，所述加压子系统连接在所述第一安装阀的前方。通过本系统可完成反应室容积的标定、测定反应室的泄漏率、不同氢气纯度下储氢材料的性能测试等。由计算机控制，操作方便、测量参数齐全、精准度较高，从而更好地获得储氢材料在不同充氢纯度下的性能。
Description
技术领域
本发明涉及储氢材料储放氢技术领域，具体而言，涉及一种储氢材料性能测试装置及其测试方法。
背景技术
现有的储氢技术可分为三种，一是气态氢储存技术，将氢气压缩存放入高压容器中；二是液态氢储存技术，将氢气低温高压液化后存放于绝热容器中；三是固态氢储存技术，氢气与固态储氢材料以物理或化学的方式相结合。三种方法在不同领域均有广泛运用。
现有测试手段中，如果采用带机械搅拌的高压反应釜测试，机械搅拌力度不足，难以实现气液有效混合，过强则容易导致催化剂颗粒破碎并飞溅粘黏在容器壁上，减少参与反应的催化剂数量，导致测试效果不稳定。
另外，在反应过程中处于过量状态且随产物排放的氢气难以回收，反应中消耗的氢气难以直接计量，导致测试设备成本较高、氢气损耗较大；同时测试过程较为复杂，测试材料成本较高，而目前测试成本较低是采用传统的定容法储氢材料吸放氢测试装置，通过测量封闭容器中的压力变化来测量吸放氢性能，其样品量需求较小，不能正确表征其使用特性。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种储氢材料性能测试装置，用于实现对不同初始氢气纯度下储氢材料性能的测试和测储氢材料储/释氢能力等。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种储氢材料性能测试装置，
包括加压子系统，包括第一高温炉、位于所述第一高温炉内的氢气瓶、适于插设在所述第一高温炉内的第一温度传感器、连接在所述氢气瓶上的热导管路和安装在所述热导管路上的压力表，所述热导管路的另一端与所述主管路连接；
气体储存子系统，包括第一储气罐、第一压力传感器和第一电动控制阀，所述第一压力传感器适于安装在所述第一储气罐上，所述第一储气罐通过气体管路与所述第一电动控制阀连接，所述第一电动控制阀的另一端与所述主管路连接；
反应子系统，包括第二高温炉、样品室、第二温度传感器和第二电动控制阀，所述第二高温炉包覆于所述样品室的外周，且所述样品室的顶端开有进气口，所述第二温度传感器插入到所述第二高温炉内，且伸入到所述样品室内，所述第二电动控制阀的一端与所述样品室的进气口连接，另一端与所述主管路连接；
排气子系统，包括均与所述主管路连接且相并联的排空部分和真空部分；
所述主管路上依次安装有第一安装阀、第四截止阀和第三电动控制阀，所述气体储存子系统、所述排空子系统和所述反应子系统依次连接在位于所述第三电动控制阀的后方，所述加压子系统连接在所述第一安装阀的前方。
进一步地，所述第一高温炉的内部开设有圆柱形炉膛，所述圆柱形炉膛由碳化硅材料制作而成。
进一步地，所述样品室包括样品管、插入到所述样品管内的四通气管、压紧在所述样品管与所述四通气管一端的压头螺母和密封圈以及插接在所述四通气管顶部的套管，所述套管通过连接头和第五电动控制阀与所述主管路连接。
进一步地，所述第一高温炉包括左半圆炉体、右半圆炉体以及连接所述左半圆炉体与所述右半圆炉体的连接合页，所述左半圆炉体与所述右半圆炉体通过连接合页围合成所述圆柱形炉膛，所述圆柱形炉膛的表面插设有热电偶。
进一步地，所述排空部分包括均与所述主管路连接的第一支路和第二支路，所述第一支路上安装有第七电动控制阀，所述第二支路上安装有第八电动控制阀；
所述真空部分包括与所述主管路连接的抽真空管路以及依次设置在抽真空管路上的第六电动控制阀，所述排空部分与所述真空部分并联后的支路上设有第二限流阀和真空泵。
进一步地，还包括数据采集处理子系统，所述数据采集处理子系统包括计算机和集线器，
所述第一温度传感器、所述压力表、所述第一压力传感器、所述第一电动控制阀、所述第二温度传感器、所述第二电动控制阀、所述第三电动控制阀、所述第四电动控制阀、所述第五电动控制阀和所述第六电动控制阀均通过集线器与计算机连接。
进一步地，还包括高压传感器，所述高压传感器与所述主管路连接，且位于所述气体储存子系统与所述反应子系统之间。
本发明的第二目的在于提供一种储氢材料性能测试测试方法，包括如下步骤：
S1：测试装置抽真空；
S2：测试装置泄漏率测试；
S3：完成S1～S2后，测试系统进行测定参数，所述参数包括初始氢气的纯度、储氢材料的储/释氢性能、不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试以及循环前后氢气的纯度变化。
进一步地，所述不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试步骤：
吸氢：打开氢气瓶、第一储气罐、第一电动控制阀、第四截止阀和第三电动控制阀，氢气与氮气过滤后进入主管路并混合，流入所述第一储气罐，等待一段时间后混合均匀，通过高压传感器监测压力变化，再打开第二电动控制阀，通过第二高温炉保持样品室温度为合适的低温T1，由第一压力传感器记录吸氢过程中压力随时间的变化情况，压力持续增大，出现吸氢平衡，记录吸氢平衡压力；
放氢：关闭第五电动控制阀，打开第六电动控制阀，用第二高温炉保持样品室的温度为合适的高温T2，所述样品室内的混合气体流入排气子系统，待第一温度传感器与第二温度传感器显示的压力相近时，打开第四电动控制阀和第五电动控制阀，将所述排气子系统的混合气体缓慢排放至排至空气中，由高压传感器记录系统压力随时间变化，得到该氢气纯度下的压力-组分等温线；
用计算机调整氢气和氮气的流量使得氢气的纯度分别为90％、70％、50％、30％进行测试。
所述测试方法对于现有技术所具有的优势与上述储氢材料性能测试装置相同，在此不再赘述。
相对于现有技术，本发明所述的储氢材料性能测试装置具有以下有益效果：
1、本测试系统能够适应多种情况且同时测量多个参数的储氢材料性能测试。通过改变氢气与氮气的流量改变进入系统的氢气纯度，可以得到不同初始氢气纯度下储氢材料的性能参数。
2、本测试系统将吸放氢测试子系统，通过程序设定可测定储氢材料的多种性能，其使用方便安全、监测参数全面充分。本测试系统的压力传感器、电动控制阀、温度控制连接数据采集处理子系统，循环过程中可以实现自动控制充放氢温度、阀门开合，可长时间操作，减少人力操作，提高测试效率和测试的准确性。
3、本测试系统的测试过程由计算机控制，操作方便、测量参数齐全、精准度较高，能够更好地获得储氢材料在不同充氢纯度下的性能。
附图说明
图1为本发明实施例中储氢材料性能测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中储氢材料性能测试装置的主视结构示意图；
图3为本发明实施例中加压子系统的结构示意图；
图4为本发明实施例中气体储存子系统和反应子系统的结构示意图；
图5为本发明实施例中第一高温炉的结构示意图；
图6为本发明实施例中样品室的结构示意图；
图7为本发明实施例中样品室的内部结构示意图；
图8为本发明实施例中第一高温炉的主视结构示意图；
图9为本发明实施例中第一高温炉的打开结构示意图；
图10为本发明实施例中第一高温炉的俯视结构示意图；
图11为本发明实施例中储氢材料性能测试装置的试验方法流程示意图。
附图标记说明：
1-加压子系统；11-第一高温炉；111-左半圆炉体；112-右半圆炉体；113-连接合页；12-氢气瓶；13-第一温度传感器；14-热导管路；15-压力表；
2-气体储存子系统；21-第一储气罐；22-第一压力传感器；23-第一电动控制阀；
3-反应子系统；31-第二高温炉；32-样品室；321-样品管；322-四通气管；323-压头螺母；324-密封圈；325-套管；326-连接头；33-第二温度传感器；34-第二电动控制阀；
4-主管路；41-第一安装阀；42-第四截止阀；43-第三电动控制阀；
5-排气子系统；51-排空部分；511-第一支路；5111-第七电动控制阀；512-第二支路；5121-第八电动控制阀；52-真空部分；521-抽真空管路；5211-第六电动控制阀；53-第二限流阀；54-真空泵；
6-数据采集处理子系统；7-高压传感器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”....“第五”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例根据，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1-5，本发明实施例提供了一种储氢材料性能测试装置，包括：
加压子系统1，包括第一高温炉11、位于第一高温炉11内的氢气瓶12、适于插设在第一高温炉11内的第一温度传感器13、连接在氢气瓶12上的热导管路14和安装在热导管路14上的压力表15，热导管路14的另一端与主管路4连接；
气体储存子系统2，包括第一储气罐21、第一压力传感器22和第一电动控制阀23，第一压力传感器22适于安装在第一储气罐21上，第一储气罐21通过气体管路与第一电动控制阀23连接，第一电动控制阀23的另一端与主管路4连接；
反应子系统3，包括第二高温炉31、样品室32、第二温度传感器33和第二电动控制阀34，第二高温炉31包覆于样品室32的外周，且样品室32的顶端开有进气口，第二温度传感器33插入到第二高温炉31内，且伸入到样品室32内，第二电动控制阀34的一端与样品室32的进气口连接，另一端与主管路4连接；
排气子系统5，包括均与主管路4连接且相并联的排空部分51和真空部分52；
主管路4上依次安装有第一安装阀41、第四截止阀42和第三电动控制阀43，气体储存子系统2、排空子系统5和反应子系统3依次连接在位于第三电动控制阀43的后方，加压子系统1连接在第一安装阀41的前方。
具体地，请参阅图5所示，在本发明的实施例当中，第一高温炉11的内部开设有圆柱形炉膛，圆柱形炉膛由碳化硅材料制作而成。
具体地，请参阅图6、7所示，在本发明的实施例当中，样品室32包括样品管321、插入到样品管321内的四通气管322、压紧在样品管321与四通气管322一端的压头螺母323和密封圈324以及插接在四通气管322顶部的套管325，套管325通过连接头326和第五电动控制阀327与主管路4连接。
具体地，请参阅图8、9、10所示，在本发明的实施例当中，第一高温炉11包括左半圆炉体111、右半圆炉体112以及连接左半圆炉体111与右半圆炉体112的连接合页113，左半圆炉体111与右半圆炉体112通过连接合页113围合成圆柱形炉膛111，圆柱形炉膛111的表面插设有热电偶。
具体地，请参阅图4所示，在本发明的实施例当中，排空部分51包括均与主管路4连接的第一支路511和第二支路512，第一支路511上安装有第七电动控制阀5111，第二支路512上安装有第八电动控制阀5121；
真空部分52包括与主管路4连接的抽真空管路521以及依次设置在抽真空管路521上的第六电动控制阀5211，排空部分51与真空部分52并联后的支路上设有第二限流阀53和真空泵54。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，还包括数据采集处理子系统6，数据采集处理子系统6包括计算机和集线器，
第一温度传感器13、压力表15、第一压力传感器22、第一电动控制阀23、第二温度传感器33、第二电动控制阀34、第三电动控制阀43、第四电动控制阀4111、第五电动控制阀4121和第六电动控制阀4211均通过集线器与计算机连接。
具体地，请参阅图4所示，在本发明的实施例当中，还包括高压传感器7，高压传感器7与主管路4连接，且位于气体储存子系统2与反应子系统3之间。
请参阅图11所示，在本发明的实施例当中，还提供了一种储氢材料性能测试装置的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：
S1：测试装置抽真空；
S2：测试装置泄漏率测试；
S3：完成S1～S2后，测试系统进行测定参数，所述参数包括初始氢气的纯度、储氢材料的储/释氢性能、不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试以及循环前后氢气的纯度变化。
具体地，在本发明的实施例当中，所述不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试步骤：
吸氢：打开氢气瓶12、第一储气罐21、第一电动控制阀23、第四截止阀42和第三电动控制阀43，氢气与氮气过滤后进入主管路4并混合，流入第一储气罐21，等待一段时间后混合均匀，通过高压传感器7监测压力变化，再打开第二电动控制阀34，通过第二高温炉31保持样品室32温度为合适的低温T1，由第一压力传感器22记录吸氢过程中压力随时间的变化情况，压力持续增大，出现吸氢平衡，记录吸氢平衡压力；
放氢：关闭第五电动控制阀，打开第六电动控制阀，用第二高温炉31保持样品室32的温度为合适的高温T2，样品室32内的混合气体流入排气子系统5，待第一温度传感器13与第二温度传感器33显示的压力相近时，打开第四电动控制阀4111和第五电动控制阀4121，将排气子系统5的混合气体缓慢排放至排至空气中，由高压传感器7记录系统压力随时间变化，得到该氢气纯度下的压力-组分等温线；
用计算机调整氢气和氮气的流量使得氢气的纯度分别为90％、70％、50％、30％进行测试。
由此，所述氢气瓶12、储气罐21的出口端均安装有第一过滤器，所述纯氮气瓶通过第一截止阀、纯氦气瓶通过第二截止阀、高压氢气瓶通过第一电动控制阀、纯二氧化碳钢瓶通过第二电动控制阀与主管路连接，并位于主管路上第三电动控制阀的前方；
加压子系统1为测试装置提供稳定流速的气体。氢气瓶12、储气罐21均为直径140mm，高580mm，可以承受10～30MPa的钢瓶，其中气源的氢气纯度不低于99.999％，储气钢瓶与阀门间设有过滤器，保证检测系统没有杂质引入。
所述气体储存子系统2用于暂时储存从加压子系统1进入的氢氮混合气体，使待测氢气和氮气混合均匀且压力稳定后，再将混合气通入样品室32进行吸收，保证测试的准确率。
两个储气罐的直径108mm，高度150mm，可以承受10～30MPa。通过压力传感器可监测第一储气罐中的压力变化，同时，两个储气罐分别连接安全阀，压力过高时会自动打开排出气体，防止压力过高产生安全事故。
电动控制阀均连接集线器，通过计算机程序控制可以实现半自动操作，从加压子系统1中进入测试系统的氢氮混合气体先进入储气罐内混合均匀，稳定后再进入反应子系统3。
本发明采用容积法作为基础，可以对同一种样品进行多种性能测试，可连续测定其不同初始氢气纯度下，储氢材料储/释氢性能、储氢前后氢气纯度变化等。
通过PCT曲线可以得到样品在任一温度下的分解压力，PCT曲线是储氢材料性能的重要指标，也是探究新储氢材料的理论依据。常规使用扫描电镜分析方法，通过得知样品储/释氢前后的表面组织形貌、表面成分，得到储/释氢性能，该方法成本昂贵且无法得到多个参数；而重量法通过测定储/释氢前后的质量变化或作出失重曲线来获得储氢性能，但是样品转移过程中容易受到污染，该方法仅在合金储氢方面有有限的应用。
通过计算机连接压力传感器、高温炉和电动控制阀，然后在计算机程序中设置参数，设定参数包括反应室加热温度、冷却温度、加热温度、循环次数以及对应的阀门开合。通过计算机程序可以在不同氢气纯度下自动进行循环检测，大大节省手工操作的麻烦。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种储氢材料性能测试装置，其特征在于，包括主管路(4)，还包括：
加压子系统(1)，包括第一高温炉(11)、位于所述第一高温炉(11)内的氢气瓶(12)、适于插设在所述第一高温炉(11)内的第一温度传感器(13)、连接在所述氢气瓶(12)上的热导管路(14)和安装在所述热导管路(14)上的压力表(15)，所述热导管路(14)的另一端与所述主管路(4)连接；
气体储存子系统(2)，包括第一储气罐(21)、第一压力传感器(22)和第一电动控制阀(23)，所述第一压力传感器(22)适于安装在所述第一储气罐(21)上，所述第一储气罐(21)通过气体管路与所述第一电动控制阀(23)连接，所述第一电动控制阀(23)的另一端与所述主管路(4)连接；
反应子系统(3)，包括第二高温炉(31)、样品室(32)、第二温度传感器(33)和第二电动控制阀(34)，所述第二高温炉(31)包覆于所述样品室(32)的外周，且所述样品室(32)的顶端开有进气口，所述第二温度传感器(33)插入到所述第二高温炉(31)内，且伸入到所述样品室(32)内，所述第二电动控制阀(34)的一端与所述样品室(32)的进气口连接，另一端与所述主管路(4)连接；
排气子系统(5)，包括均与所述主管路(4)连接且相并联的排空部分(51)和真空部分(52)；
所述主管路(4)上依次安装有第一安装阀(41)、第四截止阀(42)和第三电动控制阀(43)，所述气体储存子系统(2)、所述排空子系统(5)和所述反应子系统(3)依次连接在位于所述第三电动控制阀(43)的后方，所述加压子系统(1)连接在所述第一安装阀(41)的前方。
2.根据权利要求1所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，所述第一高温炉(11)的内部开设有圆柱形炉膛(111)，所述圆柱形炉膛(111)由碳化硅材料制作而成。
3.根据权利要求2所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，所述样品室(32)包括样品管(321)、插入到所述样品管(321)内的四通气管(322)、压紧在所述样品管(321)与所述四通气管(322)一端的压头螺母(323)和密封圈(324)以及插接在所述四通气管(322)顶部的套管(325)，所述套管(325)通过连接头(326)和第五电动控制阀(327)与所述主管路(4)连接。
4.根据权利要求3所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，所述第一高温炉(11)包括左半圆炉体(111)、右半圆炉体(112)以及连接所述左半圆炉体(111)与所述右半圆炉体(112)的连接合页(113)，所述左半圆炉体(111)与所述右半圆炉体(112)通过连接合页(113)围合成所述圆柱形炉膛(111)，所述圆柱形炉膛(111)的表面插设有热电偶。
5.根据权利要求4所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，所述排空部分(51)包括均与所述主管路(4)连接的第一支路(511)和第二支路(512)，所述第一支路(511)上安装有第七电动控制阀(5111)，所述第二支路(512)上安装有第八电动控制阀(5121)；
所述真空部分(52)包括与所述主管路(4)连接的抽真空管路(521)以及依次设置在抽真空管路(521)上的第六电动控制阀(5211)，所述排空部分(51)与所述真空部分(52)并联后的支路上设有第二限流阀(53)和真空泵(54)。
6.根据权利要求5所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，还包括数据采集处理子系统(6)，所述数据采集处理子系统(6)包括计算机和集线器，
所述第一温度传感器(13)、所述压力表(15)、所述第一压力传感器(22)、所述第一电动控制阀(23)、所述第二温度传感器(33)、所述第二电动控制阀(34)、所述第三电动控制阀(43)、所述第四电动控制阀(4111)、所述第五电动控制阀(4121)和所述第六电动控制阀(4211)均通过集线器与计算机连接。
7.根据权利要求6所述的储氢材料性能测试装置，其特征在于，还包括高压传感器(7)，所述高压传感器(7)与所述主管路(4)连接，且位于所述气体储存子系统(2)与所述反应子系统(3)之间。
8.一种基于权利要求7所述的储氢材料性能测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：测试装置抽真空；
S2：测试装置泄漏率测试；
S3：完成S1～S3后，测试系统进行测定参数，所述参数包括初始氢气的纯度、储氢材料的储/释氢性能、不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试以及循环前后氢气的纯度变化。
9.根据权利要求8所述的储氢材料性能测试方法，其特征在于：所述不同初始氢气纯度下储氢材料的性能测试步骤：
吸氢：打开氢气瓶(12)、第一储气罐(21)、第一电动控制阀(23)、第四截止阀(42)和第三电动控制阀(43)，氢气与氮气过滤后进入主管路(4)并混合，流入所述第一储气罐(21)，等待一段时间后混合均匀，通过高压传感器(7)监测压力变化，再打开第二电动控制阀(34)，通过第二高温炉(31)保持样品室(32)温度为合适的低温T1，由第一压力传感器(22)记录吸氢过程中压力随时间的变化情况，压力持续增大，出现吸氢平衡，记录吸氢平衡压力；
放氢：关闭第五电动控制阀，打开第六电动控制阀，用第二高温炉(31)保持样品室(32)的温度为合适的高温T2，所述样品室(32)内的混合气体流入排气子系统(5)，待第一温度传感器(13)与第二温度传感器(33)显示的压力相近时，打开第四电动控制阀(4111)和第五电动控制阀(4121)，将所述排气子系统(5)的混合气体缓慢排放至排至空气中，由高压传感器(7)记录系统压力随时间变化，得到该氢气纯度下的压力-组分等温线；
用计算机调整氢气和氮气的流量使得氢气的纯度分别为95％、90％、75％、50％进行测试。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116337712A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-27 | 上海天阳钢管有限公司 | 一种高压氢阻隔专用测试设备 |
| CN118225896A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-21 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种用于固态储氢材料充放氢测试的样品室 |
| CN118641571A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-09-13 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料性能测试平台 |
| CN120121399A (zh) * | 2025-04-25 | 2025-06-10 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料的测试平台及测试方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100731146B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2007-06-22 | 주식회사 하이젠 | 수소 저장체의 수소 저장 성능 평가 장치 |
| CN104777240A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-15 | 安徽工业大学 | 一种储氢材料吸放氢实验的样品室 |
| CN106838610A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-13 | 扬州大学 | 多通道合金型贮氢罐活化、性能测试和封装一体化设备及其工艺流程 |
| CN109781579A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-21 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种储氢材料循环寿命自动测试仪及测试方法 |
| CN112326501A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-05 | 惠州市华达通气体制造股份有限公司 | 一种储氢材料多种性能测试系统及测试方法 |
| CN213749476U (zh) * | 2020-11-17 | 2021-07-20 | 惠州市华达通气体制造股份有限公司 | 一种储氢材料多种性能测试系统 |
-
2022
- 2022-05-17 CN CN202210534409.6A patent/CN115032114A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100731146B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2007-06-22 | 주식회사 하이젠 | 수소 저장체의 수소 저장 성능 평가 장치 |
| CN104777240A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-15 | 安徽工业大学 | 一种储氢材料吸放氢实验的样品室 |
| CN106838610A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-13 | 扬州大学 | 多通道合金型贮氢罐活化、性能测试和封装一体化设备及其工艺流程 |
| CN109781579A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-21 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种储氢材料循环寿命自动测试仪及测试方法 |
| CN112326501A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-05 | 惠州市华达通气体制造股份有限公司 | 一种储氢材料多种性能测试系统及测试方法 |
| CN213749476U (zh) * | 2020-11-17 | 2021-07-20 | 惠州市华达通气体制造股份有限公司 | 一种储氢材料多种性能测试系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陆沉: "几种气固反应测试装置的研制与应用", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑, no. 02, pages 022 - 36 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116337712A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-27 | 上海天阳钢管有限公司 | 一种高压氢阻隔专用测试设备 |
| CN116337712B (zh) * | 2023-02-23 | 2024-04-02 | 上海天阳钢管有限公司 | 一种高压氢阻隔专用测试设备 |
| CN118225896A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-21 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种用于固态储氢材料充放氢测试的样品室 |
| CN118641571A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-09-13 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料性能测试平台 |
| CN118641571B (zh) * | 2024-05-30 | 2025-06-10 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料性能测试平台 |
| CN120121399A (zh) * | 2025-04-25 | 2025-06-10 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料的测试平台及测试方法 |
| CN120121399B (zh) * | 2025-04-25 | 2025-10-31 | 江苏兴邦能源科技有限公司 | 一种固态储氢材料的测试平台及测试方法 |
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