CN201193780Y - 一种金属氢化物储存罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属氢化物储存罐，属于氢储存术领域。该储存罐是由气体减压阀、过滤塞、盖板、导气板、分隔盘和外壳组成，其主要特征是在分隔盘的底面均匀地分布有S型铝隔板，分隔盘的底面中间部位有矩形孔；导气板具有多孔表面，内部竖直方向有五个导气孔；多个分隔盘叠置起来，导气板对应穿插每个分隔盘底面的矩形孔中，一并置于外壳内。本实用新型的金属氢化物储存罐具有良好的传导热量和导通氢气的能力，可用于燃料电池等氢源。

Description

一种金属氢化物储存罐

技术领域

本实用新型涉及一种金属氢化物储存罐，属于氢储存技术领域。

背景技术

随着石油资源的日渐匮乏和生态环境的不断恶化，氢能被公认为人类未来的理想能源。这是因为氢燃烧释能后的产物是水；氢是可再生能源；氢能具有较高的热值；氢资源丰富，氢可以通过分解水制得。氢可以气态、液态和固态3种方式进行储存。气态方式较为简单方便，但体积密度较小是该方法最严重的技术缺陷，另外气态氢在运输和使用过程中也存在安全隐患。液态储氢方法的体积密度(70kg/m)高，但氢气的液化需要冷却到20K的超低温下才能实现，此过程消耗的能量约占所储存氢能的25—45％。液态氢不仅储存成本高，而且使用条件苛刻，目前只限于在航天技术领域应用。而利用储氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的固体储氢方式，能有效克服气、液两种储存方式的不足，而且储氢体积密度大、安全度高、运输方便、操作容易，特别适合于对体积要求较严格的场合，如在燃料电池汽车上的使用。

但由于金属氢化物在吸收了氢气后，其体积较其未吸收氢气前的体积增加约5—20％，故在将金属氢化物装填入该金属罐时，必需保留多余的空间，提供该金属氢化物所需的膨胀空间。虽然现有的储存罐将一预定体积的金属氢化物置于罐中；但是，在金属氢化物膨胀的同时，仍然会造成金属氢化物彼此挤压；再者，金属氢化物在吸放氢时会伴随着放热和吸热的过程，此时需要储存罐具有较高的导热性，来保证吸放氢过程的顺利进行，但是现有技术中，还不能完全解决热量和氢气的有效快速传导。同时金属氢化物为低导热率物质，必须增强热传导机制改善传热速率，目前已有向储氢合金中添加导热率很高的金属，但是存在密度较大的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种金属氢化物储存罐，克服现有技术的不足，其可进一步改进金属氢化物的膨胀性，热传导，并提供吸收放出氢气时的通道。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

一种金属氢化物储存罐，它是由气体减压阀(1)、过滤塞(2)、盖板(3)、导气板(4)、分隔盘(6)和外壳(7)组成，其特征在于分隔盘(6)的侧壁与底面垂直，侧壁外径与外壳(7)的内径相等，在分隔盘的底面均匀地分布有S型铝隔板(8)，分隔盘的底面中间部位有矩形孔(9)；导气板(4)具有多孔表面，内部竖直方向有五个导气孔；多个分隔盘(6)叠置起来，导气板(4)对应穿插每个分隔盘(6)底面的矩形孔(9)中，一并置于外壳(7)内，每个分隔盘(6)内均匀地装入约3/4体积的储氢合金和导热复合材料的混合物；多孔金属的盖板(3)中间有矩形孔并穿过导气板(4)，盖于最上端的分隔盘上，气体减压阀(1)以螺纹连接的方式与外壳(7)相连。

上述的金属氢化物储存罐，其特征在于所述的盖板、外壳材质为铝合金或不锈钢，分隔盘材质为铝合金，过滤器的材质为铜或金属镍，过滤器的孔径为5—20um。所述的导气板材质为铝，表面的孔径为1—20um。导热复合材料为铝、碳纤维、百分之几的碳纳米管烧结的复合材料颗粒。

在分隔盘的底面均匀地分布的S型铝隔板可以用焊接的方式焊上，分隔盘与外壳内壁之间为紧配合；导气板对应穿插每个分隔盘底面的矩形孔，且导气板与分隔盘为紧配合，导气板表面的孔径为1—20um，可顺利的导通氢气，但合金粉不能进入。盖板中间的矩形孔与分隔盘底面上矩形孔大小相同，且盖板与导气板之间为紧配合。

贮氢合金为Ti-Fe、Ti-Mn或Ti-V基贮氢合金中的一种，或为一种以上的混合物，由于贮氢合金的热导率较小(1～2Jm^-1s^-1k^-1)，因此，向贮氢合金中加入一定量的密度较小，但导热率很大的铝复合材料导热颗粒(铝、碳纤维、百分之几的碳纳米管烧结的复合材料颗粒，热导率为700Jm^-1s^-1k^-1)，可大大提高其导热率。

本实用新型储存罐特点是：由于本发明的分隔盘将容置于罐体内的金属氢化物分成若干堆体，且内部焊有S型铝隔板，可更有效地防止金属氢化物膨胀时造成金属氢化物彼此挤压，可确保施于储存罐的热能可经由分隔盘、S型铝隔板传导，高效的发生热量的传导。本发明中所应用的导气板具有一定的强度，一方面用于导通将金属氢化物吸收或释出的氢气；另一方面，也可以用于将该分隔盘固定于该储存罐内；导气板与分隔盘的矩形孔为紧配合，可防止合金粉漏到下层的分隔盘中。

该储氢罐采用上述技术方案，具有如下积极效果：

1.分隔盘中的S型铝隔板，一方面由于其将合金粉又分成了若干堆，改善了膨胀性；另一方面由于其与贮氢合金粉接触的面积更大，比传统的形状相比其导热性能更好。

2.导气板为一块一定厚度的多孔泡沫铝板，内部竖直方向有五个导气孔，一方面可以增大导气的效率；另一方面，该导气板还起固定分隔盘的作用，简化了固定分隔盘的工艺。

3.由于储氢合金的导热率很低，于是向贮氢合金粉中加入的导热铝粉复合材料(700Jm^-1s^-1k^-1)，它的密度比铝小，导热率也远远高于铝粉(190Jm^-1s^-1k^-1)。

附图说明

图1(a)是本实用新型储存罐内部结构示意图，(b)是分隔盘的立体图。

图2(a)是本实用新型储存罐的立体示意图，(b)是导气板的立体图。

图中各数字代号表示如下：

1.气体减压阀 2.过滤塞 3.盖板 4.导气板 5.导气孔 6.分隔盘 7.外壳 8.S型铝隔板 9.矩形孔

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型进行详细描述。

图1(a)所示金属氢化物储存罐，其包含：气体减压阀(1)、过滤塞(2)、盖板(3)、导气板(4)、导气孔(5)、分隔盘(6)及外壳(7)。图2(a)所示，分隔盘(6)叠置于外壳(7)内，用于容置约3/4体积的金属氢化物和导热粉体的混合物。分隔盘(6)底面和侧面垂直，外径与外壳(7)的内径相等。分隔盘(6)底面上形成一个矩形孔(9)。多孔金属的盖板(3)位于最上端的分隔盘上。导气板(4)穿插过每个分隔盘(6)底面的矩形孔(9)及盖板(3)，以固定分隔盘(6)及盖板(3)于外壳(7)内。图1(b)所示，在分隔盘(6)的底面均匀地分布有S型铝隔板(8)，被隔板分隔的每一块空间要留出约1/4的空间，以提供金属氢化物于吸收氢气后所需的膨胀空间。图2(b)所示导气板具有多孔表面，内部竖直方向有五个导气孔(5)，用于导通金属氢化物吸收或释出的氢气。使用该金属氢化物储存罐时，吸氢过程先将新鲜纯氢气经由外壳的释出口端，由具有多孔导气板(4)、导气孔(5)导引至各分隔盘(6)内的金属氢化物。放氢过程是，储存于金属氢化物内的氢气被完全释放后，经由多孔导气板(4)、导气孔(5)导至外壳的释出口端，可再次循环上述的过程。

Claims (3)

1.一种金属氢化物储存罐，它是由气体减压阀(1)、过滤塞(2)、盖板(3)、导气板(4)、分隔盘(6)和外壳(7)组成，其特征在于分隔盘(6)的侧壁与底面垂直，侧壁外径与外壳(7)的内径相等，在分隔盘的底面均匀地分布有S型铝隔板(8)，分隔盘的底面中间部位有矩形孔(9)；导气板(4)具有多孔表面，内部竖直方向有五个导气孔；多个分隔盘(6)叠置起来，导气板(4)对应穿插每个分隔盘(6)底面的矩形孔(9)中，一并置于外壳(7)内，多孔金属的盖板(3)中间有矩形孔并穿过导气板(4)，盖于最上端的分隔盘上，气体减压阀(1)以螺纹连接的方式与外壳(7)相连。

2.根据权利要求1所述的金属氢化物储存罐，其特征在于所述的盖板、外壳材质为铝合金或不锈钢，分隔盘材质为铝合金，过滤塞的材质为铜或金属镍，过滤塞孔的直径为5—20um。

3.根据权利要求1所述的金属氢化物储存罐，其特征在于所述的导气板材质为铝，表面孔的直径为1—20um。

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