CN219367419U - 一种实验室用固态储氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氢气储存装置领域，公开了一种实验室用固态储氢装置，包括中空的壳体，壳体外壁设有氢气进出口及真空抽气口；还设有若干上下排布的储放氢模块，包括氢气流道及吸氢材料通道；氢气流道及氢材料通道均与所述气流腔连通；还包括换热流体循环部，换热流体循环部包括构成闭合回路的换热介质管道，换热介质管道上套设有换热箱，换热箱内设有加热模组及冷却模组；换热介质管道上还设有循环泵，换热箱两侧的换热介质管道上各设有一阀组。本实用新型装置可以有效增大氢气与吸氢材料之间的接触面积，能够有效增大有效装填的吸氢材料介质，拓展研究规模，以进一步研究吸氢材料储放氢反应过程中发生的变化。

Description

一种实验室用固态储氢装置

技术领域

本实用新型领域涉及氢气储存装置领域，具体涉及到一种实验室用固态储氢装置。

背景技术

氢储能是储能等领域重要发展路线之一，具有规模适应性强、环境友好、终端应用灵活多样、可跨季度储存等优点，并可与天然气管网结合，是大规模消纳弃风、弃光等新能源，实现电网和气网互联互通的重要手段。

目前固态储氢实验取材质量量级多为mg级，且多为粉末颗粒，单次反应过程容纳的储氢材料数量较少，无法满足对于储放氢反应在大规模反应时发生的物理量变化的研究需求。为进一步拓展研究规模，将储氢材料通过特殊方式制成规则形状（不局限于块状、片状）的多孔介质，因而需要一种储氢材料介质装填量大的实验室用固态储氢装置，以研究大规模储氢材料吸（放）氢反应过程中的物理量的变化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种实验室用固态储氢装置，现有技术中的固态储氢装置无法满足对于储氢材料在储放氢反应过程中的物理量变化的研究需求的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种实验室用固态储氢装置，包括中空的壳体，壳体外壁设有与壳体内的气流腔连通的氢气进出口及真空抽气口；气流腔内还设有若干上下排布的储放氢模块，储放氢模块包括并排且交替设置的氢气流道及吸氢材料通道，相邻氢气流道与吸氢材料通道之间的分隔板上设有若干对流孔；氢气流道及吸氢材料通道均与所述气流腔连通；

还包括换热流体循环部，换热流体循环部包括换热箱和构成闭合回路的换热介质管道；换热介质管道进入换热箱内后，由阀组分为加热管路及冷却管路，加热管路内设有加热模组，冷却管路内设有冷却模组；换热介质管道为储放氢模块提供热量或带走储放氢模块散发的热量；换热介质管道上还设有循环泵。

特别的，所述氢气进出口处设有压力表。

特别的，换热介质管道包括位于换热箱沿换热介质流动方向一侧的主流管及位于换热箱另一侧的回流管，主流管分散为若干分支管道后汇合于回流管，分支管道填充于上下储放氢模块之间的间隙内。

更进一步的，所述主流管上设有分流集箱，回流管上设有汇流集箱。

特别的，所述换热介质管道位于换热箱沿换热介质流动方向一侧的主流管及位于换热箱另一侧的回流管，主流管呈蛇形回转绕经所有储放氢模块后与回流管连接。

特别的，加热模组位于换热箱底部，冷却模组位于换热箱顶部。

特别的，上下相邻的两个储放氢模块的氢气流道及吸氢材料通道交错设置。

特别的，所述壳体外壁设有可视区域。

特别的，所述壳体底部还设有万向轮，顶部设有推动把手。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本实用新型装置通过并排交替设置的氢气流道及吸氢材料通道之间的对流孔可以有效增大氢气与吸氢材料之间的接触面积，相较于现有技术中以粉末状形式进行储放氢反应的反应装置来说能够有效增大有效装填的吸氢材料介质，能够有效拓展研究规模，以进一步研究吸氢材料储放氢反应过程中发生的变化。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型装置的一个实施例的内部主视结构示意图。

图3为本实用新型装置的一个实施例的内部侧视结构示意图。

图4为储放氢模块结构示意图。

图5为换热箱结构示意图。

图中各标号的释义为：壳体—1；气流腔—11；氢气进出口—12；真空抽气口—13；压力表—14；储放氢模块—2；氢气流道—21；吸氢材料通道—22；换热介质管道—3；循环泵—31；阀组—32；主流管—33；回流管—34；分支管道—35；分流集箱—36；汇流集箱—37；换热箱—4；加热模组—41；冷却模组—42；万向轮—5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。

如图1～图5所示，一种实验室用固态储氢装置，包括中空的壳体1，壳体1外壁设有与壳体1内的气流腔11连通的氢气进出口12及真空抽气口13；气流腔11内还设有若干上下排布的储放氢模块2，储放氢模块2包括并排且交替设置的氢气流道21及吸氢材料通道22，相邻氢气流道21与吸氢材料通道22之间的分隔板上设有若干对流孔；氢气流道21及吸氢材料通道22均与所述气流腔11连通；

还包括换热流体循环部，换热流体循环部包括换热箱4和构成闭合回路的换热介质管道3；换热介质管道3进入换热箱4内后，由阀组32分为加热管路及冷却管路，加热管路内设有加热模组41，冷却管路内设有冷却模组42；换热介质管道3为储放氢模块2提供热量或带走储放氢模块2散发的热量；换热介质管道3上还设有循环泵31。

在本实用新型中，主要分为两个部分，一部分为储放氢部分，另一部分为吸放热及换热介质循环部分。在储放氢部分中，氢气经由氢气进出口12进入气流腔11内，并进入氢气流道21及吸氢材料通道22内，与吸氢材料进行储氢反应。在此过程中，氢气流道21上的对流孔能够为吸氢材料通道22中部的吸氢材料能够接触到更多氢气，促进吸放氢反应进程，使得吸放氢反应进行得更彻底。当发生吸氢反应时，氢气经氢气进出口12进入气流腔11内，并由外部气泵不断向气流腔11内泵入氢气，确保气流腔11内的氢气处于充满状态，以促进吸氢反应进行。吸氢反应过程中释放的热量经由换热介质管道3内的换热介质带走，并带至换热箱4内由冷却模组42降温，后继续循环，完成吸氢过程；反之，当发生放氢过程时，放出的氢气经由氢气进出口12抽出，换热介质在换热箱4内经过加热模组41加热，后经由换热介质管道3传递至吸氢材料通道22，为放氢反应提供热量。

作为一个优选的实施例，所述氢气进出口12处设有压力表14。

在本实施例中，通过在氢气进出口12处设置压力表14，以确保气流腔11内的氢气处于一个稳定的、最适合吸放氢反应发生的压力范围。

作为一个优选的实施例，换热介质管道3包括位于换热箱4沿换热介质流动方向一侧的主流管33及位于换热箱4另一侧的回流管34，主流管33分散为若干分支管道35后汇合于回流管34，分支管道35填充于上下储放氢模块2之间的间隙内。

在本实施例中，提供了一种换热介质管道3的具体排布方式，换热介质管道3以主管—支管—主管的形式穿过储放氢模块2，确保任一储放氢模块2的热量需求或放热需求能够得到稳定的保障。

作为一个更进一步的实施例，所述主流管33上设有分流集箱36，回流管34上设有汇流集箱37。

在本实施例中，分流集箱36及汇流集箱37的作用在于改善换热介质在进入分支管道前及回流至换热箱4之前的流体状态，确保换热介质的流体状态符合要求。

作为一个优选的实施例，所述换热介质管道3位于换热箱4沿换热介质流动方向一侧的主流管33及位于换热箱4另一侧的回流管34，主流管33呈蛇形回转绕经所有储放氢模块2后与回流管34连接。

在本实施例中，提供了另一种换热介质管道3的具体排布方式，本实施例中以蛇形回转的方式绕管同样能够确保储放氢模块2的热量供给及散热需求，减少了分支管道的设置也能够简化壳体1内部具体结构，便于后期检修。

作为一个优选的实施例，加热模组41位于换热箱4底部，冷却模组42位于换热箱4顶部。

在本实施例中，由于冷介质密度大，热介质密度小，因此通过将加热模组41设置在换热箱4底部，冷却模组42设置在换热箱4顶部，能够更好地帮助换热介质进行热交换。

作为一个优选的实施例，上下相邻的两个储放氢模块2的氢气流道21及吸氢材料通道22交错设置。

在本实施例中，上下相信的储放氢模块2的氢气流道21及吸氢材料通道22交错设置的目的在于扰乱氢气进入吸氢材料通道22内之前的气体状态，确保氢气能够更加均匀地进入所有氢气材料通道22内，以保障吸氢反应的进行。

作为一个优选的实施例，所述壳体1外壁设有可视区域。

在本实施例中，通过在壳体1外壁设置可视区域，便于实验人员在吸放氢反应过程中对于反应过程的观测。

作为一个优选的实施例，所述壳体1底部还设有万向轮5，顶部设有推动把手。

本实用新型描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，包括中空的壳体(1)，壳体(1)外壁设有与壳体(1)内的气流腔(11)连通的氢气进出口(12)及真空抽气口(13)；气流腔(11)内还设有若干上下排布的储放氢模块(2)，储放氢模块(2)包括并排且交替设置的氢气流道(21)及吸氢材料通道(22)，相邻氢气流道(21)与吸氢材料通道(22)之间的分隔板上设有若干对流孔；氢气流道(21)及吸氢材料通道(22)均与所述气流腔(11)连通；上下相邻的两个储放氢模块(2)的氢气流道(21)及吸氢材料通道(22)交错设置；

还包括换热流体循环部，换热流体循环部包括换热箱(4)和构成闭合回路的换热介质管道(3)；换热介质管道(3)进入换热箱(4)内后，由阀组(32)分为加热管路及冷却管路，加热管路内设有加热模组(41)，冷却管路内设有冷却模组(42)；换热介质管道(3)为储放氢模块(2)提供热量或带走储放氢模块(2)散发的热量；换热介质管道(3)上还设有循环泵(31)；换热介质管道(3)包括位于换热箱(4)沿换热介质流动方向一侧的主流管(33)及位于换热箱(4)另一侧的回流管(34)，主流管(33)分散为若干分支管道(35)后汇合于回流管(34)，分支管道(35)填充于上下储放氢模块(2)之间的间隙内。

2.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，所述氢气进出口(12)处设有压力表(14)。

3.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，所述主流管(33)上设有分流集箱(36)，回流管(34)上设有汇流集箱(37)。

4.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，所述换热介质管道(3)位于换热箱(4)沿换热介质流动方向一侧的主流管(33)及位于换热箱(4)另一侧的回流管(34)，主流管(33)呈蛇形回转绕经所有储放氢模块(2)后与回流管(34)连接。

5.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，加热模组(41)位于换热箱(4)底部，冷却模组(42)位于换热箱(4)顶部。

6.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，所述壳体(1)外壁设有可视区域。

7.如权利要求1所述的一种实验室用固态储氢装置，其特征在于，所述壳体(1)底部还设有万向轮(5)，顶部设有推动把手。