KR20170069618A - Hydrogen storage apparatus using a metal hydride of pillar - Google Patents

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KR20170069618A
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강현구
윤세훈
장민호
정동유
오윤희
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Abstract

수소 저장 장치가 개시된다. The hydrogen storage device is disclosed. 수소 저장 장치는, 실린더 형태의 저장용기; A hydrogen storage device, the storage vessel of the cylinder type; 상기 저장용기의 내부공간에 수용된 다공성 수용부재; The porous receiving member received in the inner space of the storage vessel; 기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 축방향이 상기 저장용기의 축방향에 평행하게 배치되어 상기 다공성 수용부재로 둘러싸인 채로 상기 저장용기 내부에 수용된 수소저장금속; Columnar shape, and the axial direction of the columnar body is disposed parallel to the axial direction of the reservoir hydrogen storage metal contained within the reservoir while surrounded by the porous receiving member; 상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내부공간으로 수소를 공급하는 수소공급관; The storage is possible to connect in fluid communication with the container the hydrogen feed pipe for supplying hydrogen to the internal space of the reservoir; 상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내의 수소를 공급처로 배출하는 수소배출관; Hydrogen discharge pipe that is possibly connected in communication with the reservoir fluid discharge of hydrogen in the storage vessel to a source of supply; 및 상기 저장용기의 내부 또는 외부에 위치하여 상기 저장용기의 내부공간에 열을 공급하는 열공급원을 포함한다. And located at the interior or exterior of the reservoir it includes a heat supply source for supplying heat to the interior space of the storage vessel. 이러한 수소 저장 장치를 이용하면, 용기의 내부공간에 금속수소화물이 균일하게 분포할 수 있고, 이에 의해 수소의 저장 및 방출이 빠르게 이루어질 수 있다. When using such a hydrogen storage device, the metal can and package can be distributed evenly in the inner space of the container, whereby the storage can be made faster and release of hydrogen.

Description

기둥형상의 수소저장금속을 이용한 수소 저장 장치{HYDROGEN STORAGE APPARATUS USING A METAL HYDRIDE OF PILLAR} A hydrogen storage device using a hydrogen storage metal of the pillar {HYDROGEN STORAGE APPARATUS USING A METAL HYDRIDE OF PILLAR}

본 발명은 수소 저장 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소의 저장 및 방출 효율 및 제작 안전성이 증대된 수소 저장 장치에 관한 것이다. The present invention relates to that, more specifically, the storage of hydrogen and the emitting efficiency and production stability is increased hydrogen storage device according to the hydrogen storage device.

산업이 급속도로 발전함에 따라 전 세계적으로 고갈되어 가는 화석 연료의 대체 및 지구의 환경보존과 에너지원의 효율적인 이용을 위하여 미래의 에너지 매체로 우수한 특성을 가지고 있는 에너지 관련 기술 중 고효율의 환경친화적 청정에너지 기술개발이 매우 시급하다. Worldwide depletion is going to fossil fuel substitution and global environment conservation and energy-efficient use of the energy technologies of highly efficient environmentally friendly clean energy technologies that have excellent properties as a future energy carriers to the As industry developed rapidly this development is very urgent. 이에 따라 수소에너지의 기술개발에 대한 관심이 높아지고 있으며, 수소의 제조와 저장, 수송 분야를 포함한 수소에너지 이용기술의 확보는 미래 21세기 에너지 안보 및 국가경쟁력을 결정하는 중요한 요소가 될 것이다. Accordingly, and growing interest in the development of hydrogen energy technology, ensuring the use of hydrogen energy technologies, including the hydrogen production and storage, the transport sector will be an important factor in determining the future and the 21st century's energy security and competitiveness.

수소는 에너지원으로서 사용할 경우에 무한정인 물을 원료로 하여 제조할 수 있으며 사용 후에는 다시 물로 재순환이 이루어질 뿐만 아니라, 연소 시 극소량의 NOx 발생을 제외하고는 공해물질이 생성되지 않는다. Hydrogen can be produced by an infinite water as a raw material when used as an energy source and use as well as after re-made water is recycled, and does not produce the pollutants, except for a very small amount of NOx generated during combustion. 또한, 수소는 가스나 액체로서 쉽게 수송할 수 있으며 고압가스, 액체수소, 금속수소화물 등의 다양한 형태로의 저장이 용이하다. Further, hydrogen is easily stored in a variety of forms, such as can easily be transported as a gas or a liquid and a high pressure gas, liquid hydrogen, and metal hydrides. 또한, 직접 연소에 의한 연료 또는 연료전지 등의 연료로서의 사용이 간편한 장점을 가지고 있다. In addition, the use as a fuel, such as fuel or a fuel cell by direct combustion with an easy advantages. 따라서, 수소는 산업용의 기초소재로부터 일반 연료자동차, 수소비행기, 연료전지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용될 수 있어, 미래의 에너지시스템에 가장 적합한 것으로 판단되고 있다. Thus, hydrogen can be used in almost all areas of the energy used in the current system, such as general fuel vehicles, hydrogen planes, fuel cells based on materials from the industrial, it is considered the most suitable for future energy systems.

한편, 핵융합에너지는 수소동위원소인 삼중수소와 중수소의 핵융합반응으로 생산될 수 있다. On the other hand, fusion energy can be produced by nuclear fusion reaction of the hydrogen isotopes tritium and deuterium.

핵융합반응의 원료인 삼중수소는 방사성 수소동위원소로서, 그 취급에 있어서 고도의 안전기술이 요구된다. Tritium fusion reaction of the raw material is a radioactive isotope of hydrogen, a high level of safety technology is required in its handling. 또한, 삼중수소는 국가 간 수출입통제를 받는 민감한 방사성물질이므로, 이를 효율적으로 사용하기 위하여 안전하게 저장하고, 정확한 재고를 측정하여 공급하는 기술이 중요하다. Moreover, tritium is a sensitive nuclear material subject to cross-border export and import controls, it is important to safely store technology to efficiently use it, and measured by supplying an accurate inventory.

또한, 삼중수소 관련 기술은 국가 간 수출입이 통제되는 민감한 기술이기 때문에, 선진국으로부터의 기술이전에 제약이 많으며, 설사 해외에서 기술이 도입되어도, 타 분야 활용 또는 제 3국에의 기술 수출시 기술 공급국의 승인을 받아야하는 민감한 기술에 해당한다. In addition, tritium-related technology due to the sensitive technology export and import controlled between countries, often have restrictions on transfer of technology from developed countries, even even if the introduction of technology from abroad, when technology exports to other areas utilizing or third-country technology Suppliers and the approval of its sensitive technology to be.

토카막 등의 핵융합반응로에서 발생한 헬륨 등의 핵융합반응 생성물과 미반응 수소동위원소는 토카막배기체처리 공정의 팔라듐-은 합금 금속막 장치에서 헬륨과 순수 수소동위원소로 분리된다. Helium fusion reaction products and unreacted hydrogen isotopes, such as occurs in a Tokamak nuclear fusion reactions such as palladium is Tokamak times of the gas treatment process - is separated into helium and pure hydrogen isotopes in the metal alloy film device.

상기 분리된 순수 수소동위원소는 초저온 증류탑에서 경수소, 중수소 및 삼중수소로 분리되며, 이 중, 삼중수소는 저장공정과 연료주입계통을 통하여 다시 토카막으로 순환된다. The separated pure hydrogen isotope is separated into gyeongsuso, deuterium and tritium in the cryogenic distillation column, of which, tritium is circulated in tokamak again through the storage step and the fuel injection system. 이때, 삼중수소저장공정에는 수소 저장 장치가 설치된다. In this case, the tritium storage process is provided with a hydrogen storage device.

이와 같이 수소는 미래의 대체 에너지원으로서 수소 에너지를 이용하고자 하는 노력이 점차 증대되고 있으며, 이에 따라 수소 저장 장치의 개발에 주목되고 있다. Thus, hydrogen is the effort to use the hydrogen energy as an alternative energy source of the future is gradually increased, so that it is focused on the development of a hydrogen storage device.

종래의 대부분의 수소 저장 장치는 밀폐된 용기 내에 수소저장금속을 분말 형태로 수용하고 있고 상기 용기 내에 가열선을 설치하여 구성된다. Most conventional hydrogen storage device is receiving the hydrogen storage metal in a closed vessel in the form of a powder and can install and configure the heating wire in the container. 이러한 종래의 수소 저장 장치는 수소저장금속이 수소를 흡장하여 저장하고 수소를 탈장하여 방출하는 과정을 반복하면서 팽창 및 수축이 반복되고, 이에 의해 수소저장금속이 쉽게 분말화 되어서, 분말 형태의 수소저장금속이 용기 내에서 일부분으로 집중되어 수용되는 문제가 있었다. The conventional hydrogen storage is a hydrogen storage metal is saved by storing the hydrogen and the expansion and contraction are repeated, repeating the step of emitting the hernia hydrogen, thus the hydrogen storage metal be easily pulverized by hydrogen stored in the form of a powder there is a problem that the metal is concentrated receiving part in the container. 예를 들면, 분말 형태의 수소저장금속이 용기의 내부공간의 아래쪽에 집중되는 문제가 있었다. For example, there is a problem in a hydrogen storage metal in powder form is to be concentrated at the bottom of the inner space of the container. 이에 의해, 수소저장금속이 용기 내에 고르게 분포하여 배치되기 어렵고, 이는 결과적으로 수소를 저장한 금속수소화물의 열전달이 저하되어 수소의 저장 및 방출 효율이 낮아지는 문제로 이어진다. As a result, it is difficult to hydrogen storage metal is arranged evenly distributed in the container, which as a result the heat transfer of the metal storage hydride is reduced to hydrogen leads to the problem that the emission efficiency of the hydrogen storage and reduced.

또한 종래의 수소 저장이 가능한 물질은 수소 저장 장치의 제작 공정 중에 대기중에 산화로 인해 수소 저장 성능의 저하가 발생하며, 일부는 급속한 산화로 인한 화재의 우려 또한 존재한다. In addition, materials capable of the conventional hydrogen storage and a decrease in hydrogen storage capacity due to oxidation in the air during the manufacturing process of the hydrogen storage devices, some of which also present a danger of fire due to the rapid oxidation. 이는 수소 저장 장치의 제작 안전성을 위협하거나, 제작 비용의 증대로 이어지는 문제가 있다. This is a problem leading to the increase in the threat to the safety of manufacturing a hydrogen storage device, or manufacturing cost.

미국특허 US6,015,041 US Patents US6,015,041

본 발명은 금속수소화물이 용기 내에 균일하게 분포하도록 하고 이에 의해 수소의 저장 및 방출이 빠르게 이루어질 수 있도록 한 수소 저장 장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention aims to provide a hydrogen storage device and to be uniformly distributed in the metal hydride storage container is made and the release of hydrogen quickly thereby.

본 발명에 따른 수소 저장 장치는, 실린더 형태의 저장용기; A hydrogen storage device according to the present invention, the storage vessel of the cylinder type; 상기 저장용기의 내부공간에 수용된 다공성 수용부재; The porous receiving member received in the inner space of the storage vessel; 기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 축방향이 상기 저장용기의 축방향에 평행하게 배치되어 상기 다공성 수용부재로 둘러싸인 채로 상기 저장용기 내부에 수용된 수소저장금속; Columnar shape, and the axial direction of the columnar body is disposed parallel to the axial direction of the reservoir hydrogen storage metal contained within the reservoir while surrounded by the porous receiving member; 상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내부공간으로 수소를 공급하는 수소공급관; The storage is possible to connect in fluid communication with the container the hydrogen feed pipe for supplying hydrogen to the internal space of the reservoir; 상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내의 수소를 공급처로 배출하는 수소배출관; Hydrogen discharge pipe that is possibly connected in communication with the reservoir fluid discharge of hydrogen in the storage vessel to a source of supply; 및 상기 저장용기의 내부 또는 외부에 위치하여 상기 저장용기의 내부공간에 열을 공급하는 열공급원을 포함한다. And located at the interior or exterior of the reservoir it includes a heat supply source for supplying heat to the interior space of the storage vessel.

저장용기의 실린더 형태는, 즉 내부공간을 갖도록 속인 빈 통형의 용기 형태를 의미한다. The cylindrical shape of the reservoir, that means the lay vessel in the form of the tubular blank so as to have an internal space.

수소저장금속은 흡장 및 탈장을 통해 수소를 저장 및 방출한다. Metal hydrogen storage stores and releases hydrogen by the occlusion and hernia. 여기서, 흡장은 수소가 수소저장금속과 반응하여 메탈 하이드라이드를 형성하는 반응을 의미하고, 탈장은 메탈 하이드라이드로 형성된 수소저장금속으로부터 수소가 방출되도록 열을 흡수하는 흡열반응을 의미한다. Here, the adsorption refers to an endothermic reaction to mean a reaction in which hydrogen is formed in the metal hydride by reacting with the hydrogen storage metal, hernia absorbs heat such that hydrogen is released from hydrogen storage metal formed of a metal hydride. 따라서 수소를 흡장할 때에는 저장용기의 내부공간을 냉각해 주고, 수소를 탈장할 때에는 저장용기의 내부공간을 가열한다. Thus giving to cool the inner space of the storage container when storing the hydrogen and heat the inner space of the storage vessel when the hernia hydrogen.

상기 수소저장금속은 LaNi계 금속, LaNiAl계 금속, ZrCo, 감손우라늄, 우라늄, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNi x Co y (x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNi x Co y Fe z (x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 Zi x Hf y Co(x=0.01~0.99, y=1-x)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 어느 하나일 수 있다. The hydrogen storage metal LaNi-based metal, LaNiAl based metal, ZrCo, depleted uranium, uranium, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y ( x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x), ZrNi x Co y Fe z the group consisting of (x = 0.01 ~ 0.99, y = 0.01 ~ 0.99, z = 0.01 ~ 0.99, x + y + z = 1) , and Zi x Hf y Co (x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x) It may be any one selected from a.

다공성 수용부재는 메탈폼(Metal form)일 수 있고, 상기 메탈폼은 구리, 니켈, 알루미늄 합금으로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. Receiving porous member may be a metal foam (Metal form), the metal foam can be made of one selected from the group consisting of copper, nickel and aluminum alloy.

일 실시예로, 다공성 수용부재는 원통 형상일 수 있고 상기 저장용기의 축방향을 따라 다공성 수용부재에 관통된 다수의 삽입구멍을 포함할 수 있다. In one embodiment, the porous receiving member may be a cylindrical shape and may include a plurality of insertion holes through the porous receiving member in the axial direction of the reservoir. 이러한 경우, 기둥 형상의 수소저장금속은 다수의 삽입구멍의 전부 또는 일부에 삽입될 수 있다. In this case, the hydrogen storage metal of the pillar can be inserted in all or a portion of the plurality of insertion holes.

다른 실시예로, 다공성 수용부재는 상기 저장용기의 축방향을 따라 나열되어 포개어진 둘 이상의 메탈폼으로 이루어질 수 있고, 각각의 메탈폼은 삽입구멍을 포함할 수 있다. In another embodiment, the porous receiving member may be formed of two or more nested metal foam are listed in the axial direction of the reservoir, each of the metal foam may comprise an insertion hole. 이러한 경우, 상기 저장용기는 상기 저장용기의 내면에 일단부가 고정되어 길이방향이 상기 저장용기의 축방향과 평행하도록 배치된 격판을 포함하고, 상기 둘 이상의 메탈폼은 상기 격판과 결합하는 슬릿을 포함할 수 있다. In this case, the reservoir is the at least two metal form one end thereof is fixed longitudinally on the inner surface of the reservoir includes a plate disposed parallel to the axis of the reservoir, comprises a slit in combination with the plate can do.

상기 열공급원은 소정의 길이를 갖는 카트리지 히터를 포함하고, 상기 카트리지 히터의 길이의 일부 또는 전부는 상기 다수의 삽입구멍 중 하나 이상의 삽입구멍에 삽입될 수 있다. The heating source can be included a heater cartridge having a predetermined length, and part or all of the length of the cartridge heater is inserted into the one or more insert holes of the plurality of insertion holes.

상기 열공급원은 상기 저장용기의 외면을 감싸도록 상기 저장용기의 외면에 설치된 외부히터를 더 포함할 수 있다. The heating source may further include an external heater is installed on the outer surface of the reservoir to surround the outer surface of the reservoir.

상기 수소 저장 장치는 상기 저장용기를 수용하여 밀폐된 차폐용기를 더 포함할 수 있다. The hydrogen storage apparatus may further include a shielded container closed by receiving the reservoir.

상기 수소 저장 장치는 상기 저장용기 및 차폐용기 사이에 설치된 하나 이상의 열차폐부재를 더 포함할 수 있다. The hydrogen storage device may further include at least one heat shield member disposed between the storage container and the shielding container.

상기 수소 저장 장치는, 상기 수소공급관 상에 설치되어 상기 수소저장금속의 기둥 형상으로부터 입자 형태로 분해된 수소저장금속 입자가 상기 저장용기의 내부로부터 유출되는 것을 방지하는 제1 유출방지필터; The hydrogen storage device is installed on the hydrogen supply pipe a first leakage prevention filter for preventing the decomposition of hydrogen storage metal particles in the form of particles from the pillar of the hydrogen storage metal flowing out of the interior of the reservoir; 및 상기 수소배출관 상에 설치되어 상기 수소저장금속 입자가 상기 저장용기의 내부로부터 유출되는 것을 방지하는 제2 유출방지필터를 더 포함할 수 있다. And it may further comprise a second leakage prevention filter for preventing is provided on the hydrogen discharge pipe in which the hydrogen storage metal particles flow out of the interior of the reservoir.

상기 제1 유출방지필터 및 제2 유출방지필터는 관형상의 소결 금속필터 또는 판형상의 소결 금속필터로 이루어질 수 있다. Prevent the first and second leak-proof filter outlet filter may be made of a sintered metal filter or a plate-like sintered metal filter on the tubular.

본 발명에 따른 수소 저장 장치에 의하면, 용기의 내부공간에 금속수소화물이 균일하게 분포할 수 있고, 이에 의해 수소의 저장 및 방출이 빠르게 이루어질 수 있다. According to the hydrogen storage device according to the invention, the metal can and package can be distributed evenly in the inner space of the container, whereby the storage can be made faster and release of hydrogen.

또한, 수소저장금속의 기둥 형상으로부터 분해되어 메탈폼 내로 분산된 수소저장금속 입자가 수소공급관 및 수소배출관을 통해 외부로 유출되는 것을 방지하여 수소공급관 및 수소배출관의 내부를 오염시키거나 수소 저장량이 감소하는 것을 방지할 수 있다. Further, the decomposition is a hydrogen storing metal particles reduces the hydrogen supply line and either through the hydrogen discharge pipe prevents the flow out contaminated the inside of the hydrogen supply and the hydrogen discharge pipe or the hydrogen storage amount dispersed into the metal foam from the pillar of the hydrogen storage metal It can be prevented.

또한, 수소저장금속을 수용하고 있는 저장용기를 차폐용기 및 열차폐부재가 밀폐하여 보호하므로 저장용기로부터 수소의 누설을 방지, 수소저장금속 및 저장용기의 산화방지 및 열손실을 방지할 수 있다. In addition, protection and sealing the storage vessels, which accommodates a hydrogen storage metal material shielding container and a train portions, so it is possible to prevent prevent leakage of hydrogen from the storage vessel, prevent oxidation of the hydrogen storage metal and reservoir and heat loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치의 구성을 나타낸 단면도이다. 1 is a sectional view showing the structure of a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 다공성 수용부재 및 수소저장금속을 나타낸 사시도이다. Figure 2 is a perspective view of the porous receiving member and a hydrogen storage metal shown in Fig.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 저장 장치의 구성을 나타낸 단면도이다. 3 is a sectional view showing the structure of a hydrogen storage device according to another embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 저장용기, 다공성 수용부재, 수소저장금속 및 열공급원을 나타낸 분리 사시도이다. Figure 4 is a storage vessel, the porous receiving member, an exploded perspective view illustrating a hydrogen storage metal and heat supply source shown in FIG.
도 5는 도 3의 A-A'선 단면도이다. Figure 5 is a line A-A 'sectional view of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수소 저장 장치에 대해 상세히 설명한다. Will be described in detail in the hydrogen storage device according to the following embodiments, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. The invention will be described in an example in bars, reference to specific embodiments which may have a variety of forms can be applied to various changes and detailed in the text. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. This, however, is by no means to restrict the invention to the particular form disclosed, it is to be understood as embracing all included in the spirit and scope of the present invention changes, equivalents and substitutes. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. In describing the drawings was used for a similar reference numerals to like elements. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In the accompanying drawings, the dimensions of the structure shows an enlarged scale than actual for clarity of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. First, the term of the second, etc., can be used in describing various elements, but the above elements shall not be restricted to the above terms. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. These terms are only used to distinguish one element from the other. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second configuration can be named as an element, similar to the first component is also a second component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. The terms used in the present specification are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Expression in the singular number include a plural forms unless the context clearly indicates otherwise. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "inclusive" or "gajida" terms, such as is that which you want to specify that the features, numbers, steps, operations, elements, parts or to present combinations thereof described in the specification, the one or more other features , numbers, steps, actions, components, parts, or the presence or possibility of combinations thereof and are not intended to preclude.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless otherwise defined, including technical and scientific terms, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Any term that is defined in a general dictionary used shall be construed to have the same meaning in the context of the relevant art, unless expressly defined in this application, it not is interpreted to have an idealistic or excessively formalistic meaning no.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치의 구성을 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing the structure of a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치(100)는, 저장용기(110), 다공성 수용부재(120), 수소저장금속(130), 수소공급관(140) 및 열공급원(160)을 포함한다. 1, the hydrogen storage device 100 in accordance with one embodiment of the present invention, the storage container 110, the porous receiving member 120, a hydrogen storage metal 130, a hydrogen supply pipe 140, and a heat supply source It comprises 160.

저장용기(110)는 다공성 수용부재(120)를 수용하며, 수용된 다공성 수용부재(120)를 외부로부터 보호한다. Storage vessel 110 accommodates a porous receiving member 120, and protects the contained porous receiving member 120 from the outside. 저장용기(110)는 실린더 형태이다. Storage vessel 110 is cylindrical. 예를 들면, 내부공간을 갖는 속이 빈 원통 형상일 수 있다. May be for example, a hollow cylindrical shape having an inner empty space.

다공성 수용부재(120)는 다공성 소재로 이루어지고, 수소저장금속(130)을 수용하거나 감싸도록 구성될 수 있다. The porous receiving member 120 is made of a porous material, it may be configured to accept and surround the hydrogen storage metal 130. 이를 위해, 다공성 수용부재(120)는 개방형 기공(Open Pore) 형태의 다공질 금속, 즉 메탈폼(Foam Metal)일 수 있고, 메탈폼에 다수의 삽입구멍(121)을 형성한 형태로 구성될 수 있다. To this end, the porous receiving member 120 is an open pore (Open Pore) in the form of porous metal, i.e. a metal foam (Foam Metal) may be, it can be composed of one type to form a plurality of insertion holes 121 in the metal form, have. 일 예로, 다공성 수용부재(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 저장용기(110)의 내부공간의 길이에 대응하는 길이를 갖는 원기둥 형상일 수 있다. For example, the porous receiving member 120 may be a cylindrical shape having a length corresponding to the length of the inner space of the storage vessel 110, as shown in Fig. 이러한 경우, 삽입구멍(121)들은 원기둥 형상의 축방향을 따라 다공성 수용부재(120)에 관통될 수 있다. In this case, the insertion holes 121 may be through the porous receiving member 120 along the axial direction of the cylindrical shape. 이때, 삽입구멍(121)들은 방사상으로 배치된다. At this time, the insertion holes 121 are arranged radially. 여기서, 상기 메탈폼을 구성하는 금속의 종류에는 제한이 없으며, 예를 들면, 메탈폼은 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 알루미늄 합금일 수 있다. Here, the kind of metal constituting the metal foam is not restricted, for example, a metal foam may be a copper (Cu), nickel (Ni), and aluminum alloy.

수소저장금속(130)은 수소저장금속(130)이 저장용기(110) 내에 수용된 상태에서 저장용기(110)의 내부공간의 온도 및 압력을 조절함으로써 수소를 저장 및 방출한다. Metal hydrogen storage 130 stores and releases hydrogen by controlling the temperature and pressure of the inner space of the storage container 110 in a state hydrogen storage metal 130 accommodated in the storage container (110). 수소저장금속(130)은 기둥 형상인 것이 바람직하다. Hydrogen storage metal 130 preferably has a column shape. 왜냐하면, 수소저장금속(130)은 수소를 저장하는 과정에서 부피가 팽창하게 되고 따라서 내부응력이 발생하며, 이때 발생한 내부응력은 수소저장금속(130)을 파쇄시키게 되는데, 수소저장금속(130)이 기둥 형상으로 형성되는 경우에는 수소를 저장하는 과정에서 발생되는 내부응력을 견디는 능력이 향상될 수 있기 때문이다. Because, a hydrogen storage metal 130 is the volume of expansion in the course of storing hydrogen Therefore, the internal stress is generated, wherein the internal stress generated is there is thereby crushing the hydrogen storage metal 130, a hydrogen storage metal 130 If formed in a columnar shape it is because it can improve the ability to withstand the internal stress generated in the process of storing hydrogen.

또한 기둥 형상의 수소저장금속(230)은 취급이 용이하다. In addition, hydrogen storage metal 230 of the columnar body is easy to handle. 즉, 수소저장금속은 대기와의 접촉에 의해 급속한 산화가 이루어질 우려가 있다. That is, the hydrogen storage metal may be a concern that rapid oxidation by contact with air. 특히 분말 형태의 수소저장금속의 경우에는 상온에서도 자연 발화할 수 있다. Particularly in the case of metal hydride storage in the form of a powder, it can be auto-ignition even at room temperature. 그러나 기둥 형상의 수소저장금속(230)을 이용하게 되면 대기중에서의 산화 및 급속한 산화로 인한 발화의 위험성을 대폭 줄일 수 있어 금속산화물의 취급이 용이해진다. However, The use of the hydrogen storage metal 230 of the columnar body can greatly reduce the risk of fire due to oxidation and rapid oxidation in the atmosphere thereby facilitating the handling of the metal oxide.

이러한 수소저장금속(130)은 다공성 수용부재(120)에 형성된 삽입구멍(121)들에 삽입되어 다공성 수용부재(120)의 내부에 수용된다. These hydrogen storage metal 130 is inserted into the insertion hole 121 formed in the porous receiving member 120 is accommodated in the interior of the porous receiving member 120. 이때, 수소저장금속(130)은 삽입구멍(121)들이 방사상으로 배치되어 있으므로 다공성 수용부재(120) 내에 방사상으로 배치된다. At this time, the hydrogen storage metal 130 is radially disposed in the insertion hole 121, so they are radially arranged in the porous receiving member 120.

수소저장금속(130)은 LaNi계 금속, LaNiAl계 금속, ZrCo, 감손우라늄, 우라늄, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNi x Co y (x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNi x Co y Fe z (x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 Zi x Hf y Co(x=0.01~0.99, y=1-x)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 어느 하나로 구성될 수 있다. Hydrogen storage metal 130 is LaNi-based metal, LaNiAl based metal, ZrCo, depleted uranium, uranium, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y ( x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x), ZrNi x Co y consists of Fe z (x = 0.01 ~ 0.99 , y = 0.01 ~ 0.99, z = 0.01 ~ 0.99, x + y + z = 1) , and Zi x Hf y Co (x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x) selected from the group that any one may be constructed. 바람직하게는, 수소저장금속(130)은 감손우라늄(DU: depleted uranium)일 수 있다. Preferably, the hydrogen storage metal 130 is depleted uranium: may be a (DU depleted uranium). 감손우라늄의 경우에는 핵융합 시설의 토카막 등의 반응로에서 핵융합 에너지 생산에 필요로 하는 DT(deuterium-tritium, 중수소-삼중수소)반응을 위한 중수소-삼중수소의 원활한 공급이 가능할 정도로 탈장 압력이 높고 불균일화의 문제가 없기 때문이다. In the case of depleted uranium, the nuclear fusion facility tokamaks, including fusion energy production, DT (deuterium-tritium, deuterium-tritium) you need in a reaction of the - high hernia pressure uneven, so the smooth supply of tritium possible deuterium for the reaction because there is no problem of anger.

한편, 수소저장금속(130)은 수소 저장시의 내부응력을 견디도록 기둥 형상으로 형성되지만 반복적인 수소의 저장 및 방출과정에서 기둥 형상의 수소저장금속(130)의 일부가 기둥 형상으로로부터 수소저장금속 입자로 분해되어 분산될 수 있다. On the other hand, the hydrogen storage metal 130 is a hydrogen storage from the part of the pillar of the hydrogen storage metal 130 of the columnar member in the storage and release process of forming a columnar shape, but repeatedly to resist the internal stress of hydrogen during storage of hydrogen metal decomposes into particles can be dispersed. 이때, 수소저장금속 입자들은 다공성 수용부재(120)인 메탈폼의 개방형 기공을 통해 메탈폼 내로 분산될 수 있다. At this time, the hydrogen storage metal particles may be dispersed into the metal form through the open pores of the metal foam porous receiving member 120.

수소공급관(140)은 저장용기(110)의 내부로 수소를 공급한다. Hydrogen supply pipe 140 supplies hydrogen to the interior of the storage container (110). 이를 위해, 수소공급관(140)은 저장용기(110)의 내부공간과 유체 소통 가능하게 연결되어 저장용기(110)의 내부공간으로 수소, 예를 들면 삼중수소를 공급할 수 있다. To this end, the hydrogen supply pipe 140 is, for hydrogen, for example, the inner space of the inner space and a fluid communication is possible to connect the reservoir 110 of the storage vessel 110 can be supplied to tritium.

수소배출관(150)은 저장용기(110)의 내부공간으로부터 수소를 공급처로 배출한다. Hydrogen discharge pipe 150 to discharge the hydrogen from the inner space of the storage vessel 110 to the supply source. 이를 위해, 수소배출관(150)은 저장용기(110)의 내부공간과 유체 소통 가능하게 연결되어 저장용기(110)의 내부공간으로부터 수소를 공급처로 배출할 수 있다. To this end, the hydrogen discharge pipe 150 may discharge the hydrogen from the internal space of the inner space and a fluid communication is possible to connect the reservoir 110 of the storage vessel 110 to the supply source. 예를 들면, 수소배출관(150)은 저장용기(110)의 내부공간으로부터 핵융합 시설의 토카막으로 삼중수소를 공급할 수 있다. For example, the hydrogen discharge pipe 150 can be supplied to the tritium in the Tokamak nuclear fusion facilities from the inner space of the storage vessel (110).

열공급원(160)은 저장용기(110)의 내부공간에 열을 공급한다. Heat supply source 160 supplies heat to the inner space of the storage vessel (110). 열공급원(160)은 저장용기(110)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. Heat supply source 160 may be located in or out of the storage container (110). 일 예로, 열공급원(160)은 카트리지 히터일 수 있다. As an example, heat supply source 160 may be a cartridge heater. 카트리지 히터는 다공성 수용부재(120)의 삽입구멍(121) 전체 중 일부에 일부분이 삽입되어 저장용기(110)의 내부공간에 열을 공급할 수 있다. Cartridge heaters are part a portion of the total insertion holes 121 of the porous receiving member 120 is inserted can be supplied to heat the inner space of the storage vessel (110). 카트리지 히터는 저장용기(110) 외부의 전원과 직접 연결되거나 전선 피드쓰루(electrical feed-through)를 통해 연결되어 전원의 공급이 이루어질 수 있다. Cartridge heaters are connected directly to the external power supply reservoir 110 or connect through a wire feed through (electrical feed-through) it may be made of the power supply.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치는 수소공급관(140)을 통해 저장용기(110)의 내부공간으로 수소(예를 들면, 삼중수소)가 공급되고, 저장용기(110)의 내부로 공급된 수소는 다공성 수용부재(120)의 삽입구멍(121) 내에 수용된 수소저장금속(130)과 흡장 반응하여 저장되고, 수소를 저장하고 있는 수소저장금속(130), 즉 금속수소화물로부터 수소를 방출하고자 하는 경우 열공급원(160)을 통해 저장용기(110)의 내부공간에 열을 공급하여 수소를 저장한 수소저장금속(130)을 가열함으로써 수소저장금속(130)의 흡장 반응의 역방향으로 반응하여 수소저장금속(130)에 저장된 수소를 탈장하여 방출시킬 수 있고, 방출되는 수소는 수소배출관(150)을 통해 공급처, 예를 들면 핵융합 시설의 토카막으로 공급될 수 있다. The present hydrogen storage apparatus according to an embodiment of the invention is that hydrogen (e. G., Tritium) into the inner space of the storage vessel 110 is supplied through the hydrogen supply pipe 140, into the interior of the storage container (110) the supply of hydrogen is the porous receiving member 120, the insertion hole 121, and stored in response to received hydrogen storage metal 130 and the storing in the stores hydrogen and hydrogen storage metal 130, which, i.e., the hydrogen from the metal hydride in the If you want to release by heating the heat supply source 160 of hydrogen storage metal (130) storing the hydrogen to provide heat to the inner space of the storage container 110 through a reaction in a direction opposite to the adsorption reaction of the hydrogen storage metal 130 and it is possible to release the hernia hydrogen stored in the hydrogen storage metal 130, the hydrogen to be released may be, for supply source, for example, through the hydrogen discharge pipe 150 is supplied to a tokamak fusion reactor facilities.

이러한 수소의 저장 및 방출 과정이 반복되면 수소저장금속(130)은 일부가 기둥 형상으로부터 수소저장금속 입자로 분해되어 분산될 수 있고, 이때 수소저장금속 입자들은 메탈폼의 개방형 기공을 통해 메탈폼 내로 분산되며, 수소저장금속 입자들은 방사상으로 배치된 기둥 형상의 수소저장금속(130)의 주변으로 분포하게 되고, 이에 의해 저장용기(110)의 내부공간에 수소저장금속(130)이 균일하게 분포될 수 있고, 이는 금속수소화물이 균일하게 분포되도록 한다. If such a store and the discharge process of the hydrogen is repeated hydrogen storage metal 130 may be part of the dispersion is broken down into hydrogen storage metal particles from the pillar, wherein the hydrogen storing metal particles within the metal foam through the open pores of the metal foam dispersion is, the hydrogen storage metal particles are to the periphery of the hydrogen storage metal 130 of the radially arranged in a columnar shape distribution, and thus the hydrogen storage metal 130 to the inner space of the storage vessel 110 by a uniformly distributed It can have, which is such that the metal hydride is uniformly distributed. 수소저장금속(130)이 균일하게 분포됨에 따라 수소의 저장 및 방출이 빠르게 이루어질 수 있다. The storage and release of hydrogen may be made faster as the hydrogen storage metal 130 is uniformly distributed.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 저장 장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 저장용기, 다공성 수용부재, 수소저장금속 및 열공급원을 나타낸 분리 사시도이다. Figure 3 is a sectional view showing the structure of a hydrogen storage device according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is a storage vessel, the porous receiving member, an exploded perspective view illustrating a hydrogen storage metal and heat supply source shown in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 저장 장치(200)는 저장용기(210), 다공성 수용부재(220), 수소저장금속(230), 수소공급관(240), 수소배출관(250), 열공급원(260), 차폐용기(270), 열차폐부재(280), 제1 유출방지필터(291) 및 제2 유출방지필터(292)를 포함한다. Figures 3 and 4, another exemplary hydrogen storage device 200 according to the embodiment of the present invention includes a storage container 210, the porous receiving member 220, a hydrogen storage metal 230, a hydrogen supply pipe 240, and a hydrogen discharge pipe 250, the heat supply source 260, a shielding container (270), the heat shield member 280, a first leakage prevention filter 291 and a second leakage prevention filter 292.

저장용기(210)는 다공성 수용부재(220)를 수용하며, 수용된 다공성 수용부재(220)를 외부로부터 보호한다. Storage vessel 210 accommodates a porous receiving member 220, and protects the contained porous receiving member 220 from the outside. 저장용기(210)는 실린더 형태이다. Storage vessel 210 is cylindrical. 예를 들면, 내부공간을 갖는 속이 빈 원통 형상일 수 있다. May be for example, a hollow cylindrical shape having an inner empty space.

다공성 수용부재(220)는 다공성 소재로 이루어지고, 수소저장금속(230)을 수용하거나 감싸도록 구성될 수 있다. The porous receiving member 220 is made of a porous material, it may be configured to accept and surround the hydrogen storage metal 230. 다공성 수용부재(220)는 저장용기(210)의 축방향을 따라 나열되어 포개어진 둘 이상의 메탈폼으로 이루어질 수 있고, 각각의 다공성 수용부재(220)는 삽입구멍(221)을 포함하며 저장용기(210)의 내부공간에 수용되어 포개어질 수 있다. The porous receiving member 220 may be formed of two or more metal forms the nested lists in the axial direction of the storage vessel (210), each of the porous receiving member 220 includes an insertion hole 221, and the storage container ( is accommodated in the inner space 210) it can be nested. 또한 다공성 수용부재(220)는 원 형상에서 일부분이 절개된 절개부(223)가 형성될 수 있고, 상기 절개부(223)는 다공성 수용부재(220)가 저장용기(210) 내에 수용될 때 저장용기(210)의 내면과 이격되어 저장용기(210) 내에 관인입공간(210a)을 형성할 수 있다. Also stored as received within the porous receiving member 220 and the part in circular incision dissection portion 223 can be formed, the cut-out portion 223 is a porous receiving member 220, the reservoir 210 are spaced apart from the inner surface of the container 210 can be formed in the input space (210a) official seals in the storage container 210.

다공성 수용부재(220)가 서로 포개어지는 둘 이상의 메탈폼으로 이루어지는 경우, 저장용기(210)는 저장용기의 내면에 일단부가 고정되어 길이방향이 상기 저장용기의 축방향과 평행하도록 배치된 격판(211)을 포함하며, 각각의 다공성 수용부재(220)는 상기 격판(211)과 결합하는 슬릿(222)을 포함할 수 있다. The porous receiving member 220, a case made of two or more metal foam being superposed one another, the storage container 210 is a partition plate (211 disposed one end portion is fixed longitudinally on the inner surface of the storage vessel so as to be parallel with the axial direction of the storage vessel ) each accommodating a porous member (220, comprising a) may include a slit 222 for coupling with the plate 211.

격판(211)은 저장용기(210)의 단면의 원 형상에 수직하고 저장용기(210)의 길이방향에 평행하도록 저장용기(210)의 내부에 배치되고, 격판(211)의 장축방향은 저장용기(210)의 내부공간의 길이에 대응하는 길이일 수 있고 격판(211)의 단축방향은 저장용기(210)의 단면의 원 형상의 지름보다 작은 길이일 수 있다. Plate 211 is disposed in the interior of the storage container 210 so as to be parallel to the longitudinal direction of the vertical and the storage vessel 210 to the circular shape of the cross section of the storage container 210, the major axis of plate 211 is the storage vessel be a length corresponding to the length of the inner space 210 and the minor axis direction of the diaphragm 211 may be a smaller diameter than the length of the circular shape of the cross section of the storage container 210. 이러한 격판(211)은 저장용기(210)의 내부공간에 수용되는 둘 이상 포개어지는 다공성 수용부재(220)가 저장용기(210) 내에서 일방향으로 회전하여 각각의 다공성 수용부재(220)가 일방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 구성일 수 있다. This plate 211 is in the one-way porous receiving member 220, a reservoir 210, each of the porous receiving the one-way rotation within member 220 to be superimposed over both accommodated in the inner space of the storage vessel (210) It may be configured to prevent a rotation.

슬릿(222)은 격판(211)과 평행하도록 각각의 다공성 수용부재(220)에 형성되며, 격판(211)이 삽입될 수 있는 깊이일 수 있다. Slit 222 is formed on each of the porous receiving member 220 so as to be parallel with the plate 211, may be a depth that the plate 211 can be inserted.

다공성 수용부재(220)의 다수의 삽입구멍(221)은 슬릿(222)의 주변에 배치될 수 있다. A plurality of insertion holes 221 of the porous receiving member 220 can be disposed in the vicinity of the slit 222. 이때, 다수의 삽입구멍(221)의 배열 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 슬릿(222)의 양측에서 복수의 열로 배치될 수 있다. At this time, the array type has no particular limitation in the number of the insertion holes 221 can not, for example, on both sides of the slit 222 may be arranged in multiple columns.

이러한 다공성 수용부재(220)는 둘 이상의 서로 포개어지는 메탈폼으로 구성되고 슬릿(222)을 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치의 다공성 수용부재(220)와 동일하므로 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The porous receiving member 220 is composed of two or more metal foam being superposed with each other and with the exception that it comprises a slit (222) is the same as the porous receiving member 220 of the hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention more specific description thereof will be omitted.

수소저장금속(230)은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장금속(130)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Hydrogen storage metal 230 is the same as the hydrogen storage metal 130 according to an embodiment of the invention a detailed description will be omitted.

수소공급관(240)은 저장용기(210)의 내부로 수소를 공급한다. Hydrogen supply pipe 240 supplies hydrogen to the interior of the storage container 210. 이를 위해, 수소공급관(240)은 저장용기(210)의 내부공간과 유체 소통 가능하게 연결되어 저장용기(210)의 내부공간으로 수소, 예를 들면 삼중수소를 공급할 수 있다. To this end, the hydrogen supply pipe 240 is, for hydrogen, for example, the inner space of the storage vessel in fluid communication with the interior space is possibly connected to the storage container 210 in the unit 210 can be supplied to tritium. 이때, 수소공급관(240)은 일부분이 저장용기(210) 내의 관인입공간(210a)에 삽입되어 저장용기(210) 내의 격판(211)의 일측에 위치할 수 있다. At this time, the hydrogen supply pipe 240 has a portion may be located at one side of the plate 211 is inserted in the mouth area (210a) official seals in the storage container 210 the reservoir 210. The

수소배출관(250)은 저장용기(210)의 내부공간으로부터 수소를 공급처로 배출한다. Hydrogen discharge pipe 250 to discharge the hydrogen from the inner space of the storage vessel 210 to the supply source. 이를 위해, 수소배출관(250)은 저장용기(210)의 내부공간과 유체 소통 가능하게 연결된다. To this end, the hydrogen discharge pipe 250 is connected to enable communication with the internal space of the fluid reservoir 210. The 이때, 수소배출관(250)은 일부분이 저장용기(210) 내의 관인입공간(210a)에 삽입되어 수소공급관(240)이 위치하지 않은 격판(211)의 다른 일측에 위치할 수 있다. At this time, the hydrogen discharge pipe 250 may be located in a portion of the other side plate 211 is not the hydrogen supply pipe 240 is inserted into the position official seals the mouth area (210a) in the storage container 210. 이러한 수소배출관(250)은 저장용기(210)의 내부공간으로부터 수소를 공급처로 배출할 수 있다. The hydrogen discharge pipe 250 may be disposed in the hydrogen supply source from the interior space of the storage vessel (210). 예를 들면, 수소배출관(250)은 저장용기(210)의 내부공간으로부터 핵융합 시설의 토카막으로 삼중수소를 공급할 수 있다. For example, the hydrogen discharge pipe 250 can be supplied to the tritium in the Tokamak nuclear fusion facilities from the inner space of the storage vessel (210).

열공급원(260)은 저장용기(210)의 내부공간에 열을 공급한다. Heat supply source 260 supplies heat to the inner space of the storage container 210. 열공급원(260)은 저장용기(210)의 내부 및 외부에 위치할 수 있다. Heat supply source 260 may be located in and out of the storage container 210. 일 예로, 열공급원(260)은 카트리지 히터(261) 및 외부히터(262)를 포함할 수 있다. As an example, heat supply source 260 may include a cartridge heater 261 and the outer heater 262.

카트리지 히터(261)는 다공성 수용부재(220)의 삽입구멍(221) 전체 중 일부에 일부분이 삽입되어 저장용기(210)의 내부공간에 열을 공급할 수 있다. Cartridge heater 261 is a portion inserted into the portion of the total insertion holes 221 of the porous receiving member 220 can be supplied to heat the inner space of the storage container 210. 카트리지 히터(261)는 저장용기(110) 외부의 전원과 직접 연결되거나 전선 피드쓰루(electrical feed-through)를 통해 연결되어 전원의 공급이 이루어질 수 있다. Cartridge heater (261) is directly connected to an external storage container 110, or connected via a power feed through the wire (electrical feed-through) it may be made of the power supply.

외부히터(262)는 저장용기(210)의 외면을 감싸도록 저장용기(210)의 외면에 설치될 수 있다. External heater 262 may be installed on the outer surface of the storage container 210 so as to surround the outer surface of the storage container 210. 일 예로, 외부히터(262)는 코일타입히터일 수 있다. In one embodiment, the outer heater 262 may be a coil type heater. 이러한 경우, 코일타입의 외부히터(262)는 저장용기(210)의 외면에 나선형으로 감겨서 저장용기(210)를 감싸는 형태일 수 있다. In this case, the outer heater 262 of the coil type may be a storage container that wraps around the outer surface (210) wound in a spiral on the storage container 210 form. 이러한 외부히터(262)는 저장용기(210) 및 차폐용기(270)에 대하여 피드쓰루로 처리되어 설치될 수 있다. The external heater 262 may be provided and processed in the feed-through with respect to the storage container 210 and the shielding container (270).

차폐용기(270)는 저장용기(210)를 수용한다. Shielding container 270 accommodating the storage container 210. The 이를 위해, 차폐용기(270)는 저장용기(210)의 외경보다 큰 내경을 갖는 관 형태일 수 있다. To this end, the shielding container 270 may be a pipe shape having a larger inner diameter than the outer diameter of the storage container 210. 예를 들면, 원통형 관 형상일 수 있다. It may be for example, a cylindrical tube shape. 차폐용기(270)는 저장용기(210)를 수용하여 밀폐되며, 이에 의해 저장용기(210)에 가해진 열의 손실을 차단하고, 저장용기(210)로부터의 수소의 누설을 방지하고, 수소저장금속(230) 및 저장용기(210)를 외부로부터 보호하여 산화를 방지할 수 있다. Shielding container 270 is sealed to accommodate the storage container (210), whereby to block the loss of heat is applied to the storage container 210 by, prevent hydrogen leakage from the storage container 210, and the hydrogen storing metal ( to protect 230) and the storage container 210 from the outside can be prevented from oxidation.

열차폐부재(280)는 저장용기(210)에서 외부로의 열전달을 차단한다. The heat shield member 280 blocks the heat transfer to the outside from the storage container 210. 이를 위해, 열차폐부재(280)는 저장용기(210) 및 차폐용기(270) 사이에 설치된다. To this end, the heat shield member 280 is disposed between the reservoir 210 and the shielding container (270). 일 예로, 열차폐부재(280)는 원통형 관 형상의 금속 또는 금속 포일 형태일 수 있다. In one embodiment, the heat shield member 280 may be a metal or metal foil in the form of a cylindrical tube shape. 이러한 열차폐부재(280)는 하나 이상의 층으로 저장용기(210) 및 차폐용기(270) 사이에 설치될 수 있다. The heat shield member 280 may be provided between one or more layers in the storage container 210 and the shielding container (270).

제1 유출방지필터(291)는 수소공급관(240) 상에 설치되어 수소저장금속의 기둥 형상으로부터 입자 형태로 분해된 수소저장금속 입자가 저장용기(210)의 내부로부터 유출되는 것을 방지한다. A first leakage prevention filter 291 is prevented from being provided on the hydrogen supply pipe 240, the hydrogen storage metal particles are broken down into the form of particles from the pillar of the hydrogen storage metal flowing out of the interior of the storage container 210. 즉, 제1 유출방지필터(291)는 수소공급관(240)을 통해 상기 수소저장금속 입자가 유출되는 것을 방지한다. That is, the first leakage prevention filter 291 is used to prevent that the hydrogen storage metal particles are flowed through the hydrogen supply pipe 240.

일 예로, 제1 유출방지필터(291)는 관형상의 소결 금속필터 또는 판형상의 소결 금속필터일 수 있다. For example, may be a first leakage prevention filter 291 is a sintered metal filter of the tubular or plate-like sintered metal filter on. 관 형상의 경우 제1 유출방지필터(291)는 수소공급관(240)의 저장용기(210) 내로 삽입된 부분의 끝의 개구를 감싸도록 설치될 수 있고, 이때 저장용기(210) 내의 관인입공간(210a) 내에 위치할 수 있다. For tubular official seals the mouth area in a first leakage prevention filter 291 may be installed to surround the end of the opening of the insertion portion into the storage container 210 of the hydrogen supply pipe 240, wherein the reservoir (210) It may be located in (210a). 판형상인 경우 제1 유출방지필터(291)는 수소공급관(240)의 내부의 통로상에 배치되도록 설치될 수 있다. If the plate-shaped first trader leakage prevention filter 291 may be installed so as to be disposed on the inside of the hydrogen supply pipe 240 passages. 이때, 제1 유출방지필터(291)는 저장용기(210) 내의 관인입공간(210a) 또는 저장용기(210)의 외측에 위치할 수 있다. In this case, the first leak-proof filter 291 may be located on the outside of the mouth area (210a) or the storage vessel 210 official seals in the storage container 210.

제2 유출방지필터(292)는 수소배출관(250) 상에 설치되어 상기 수소저장금속 입자가 저장용기(210)의 내부로부터 유출되는 것을 방지한다. A second leakage prevention filter 292 is provided on the hydrogen discharge pipe 250 to prevent the hydrogen storage metal particles flow out of the interior of the storage container 210. 제2 유출방지필터(292)가 수소배출관(250) 상에 설치되는 구조는 제1 유출방지필터(291)와 유사하므로 제1 유출방지필터(291)의 설명으로 대신하도록 하고 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다. A second leakage prevention filter 292, the structure provided on the hydrogen discharge pipe 250 includes a first leakage prevention filter 291 is similar so the first outlet and to take the place of the description of the protection filter 291, a more specific explanation is omitted It will be.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 저장 장치에서 수소저장금속(230)이 수소, 예를 들면, 삼중수소를 저장 및 방출하는 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 저장 장치와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. These hydrogen storage metal 230 in the hydrogen storage device according to another embodiment of the present invention is, for hydrogen, for example, the process of storage and release tritium is identical to the hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention, because specific Description will be omitted.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 저장 장치는 다공성 수용부재(220)가 서로 포개어지는 둘 이상의 메탈폼으로 이루어지므로 반복적인 수소저장금속(230)의 삼중수소의 저장 및 방출과정으로 인해 수소저장금속(230)의 기둥 형상으로부터 분해되어 분산되는 수소저장금속 입자를 수용하는 영역을 복수로 분획하여 제공할 수 있고, 이에 따라 수소저장금속 입자가 다공성 수용부재(220)의 전체 길이 중 일부분으로 집중되어 수용되는 것이 방지될 수 있다. This hydrogen storage device according to another embodiment of the present invention includes the porous receiving member 220, the stored hydrogen because the storage and release process for tritium performed in two or more metal foam therefore repeated hydrogen storage metal 230 to be stacked each other, may provide the fraction of the area for receiving the hydrogen-storing metal particles are decomposed distributed from the pole shape of the metal 230 with a plurality, whereby the concentration in a part of the total length of the hydrogen storage metal particles, the porous receiving member 220, it is can be prevented from being accommodated.

또한, 수소를 저장 및 방출하는 과정에서 수소저장금속(230)의 가열이 저장용기(210) 내에 위치하는 카트리지 히터(261) 및 저장용기(210)를 감싸는 코일타입의 외부히터(262)에 의해 이루어지므로 더욱 용이하게 수소저장금속(230)을 가열할 수 있고, 이에 의해 수소저장금속(230) 및 수소의 반응이 빠르게 이루어질 수 있다. In addition, by storage and discharge process cartridge heater 261 and the outer heater 262 of a coil-type surrounding the reservoir (210) located within the heating of the hydrogen storage metal 230, the storage container 210 in which the hydrogen It has done so, and further can easily be heated to a hydrogen storage metal 230, so that the hydrogen storage metal 230, and the hydrogen by the reaction can be made quickly.

또한, 반복적인 수소의 저장 및 방출 과정에 의해 수소저장금속(230)의 기둥 형상으로부터 분해되어 메탈폼 내로 분산된 수소저장금속 입자가 수소공급관(240) 및 수소배출관(250) 상에 설치된 제1 유출방지필터(291) 및 제2 유출방지필터(292)에 의해 저장용기(210) 및 차폐용기(270)의 외부로 유출되는 것이 방지되며, 이에 의해 수소공급관(240) 및 수소배출관(250)의 내부를 오염시키거나 수소 저장량이 감소하는 것이 방지될 수 있다. Further, the decomposition from the pillar of the hydrogen storage metal 230 by the storage and release process of repeated hydrogen the hydrogen storing metal particles are dispersed into the metal foam is provided on the hydrogen supply pipe 240 and the hydrogen discharge pipe 250, 1 leakage protection filter 291 and the second to be discharged to the outside of the storage vessel 210 and a shielding container (270) by a leakage-proof filter 292 is prevented, whereby the hydrogen supply pipe 240 and the hydrogen discharge pipe 250 by to an internal or contamination it can be prevented from a decrease in hydrogen storage amount.

또한, 차폐용기(270) 내에 저장용기(210)가 수용되어 밀폐되고, 저장용기(210) 및 차폐용기(270) 사이에 열차폐부재(280)가 설치되므로 저장용기(210)로부터의 수소의 누설을 방지하고, 수소저장금속(230) 및 저장용기(210)를 외부로부터 보호하여 산화를 방지할 수 있고, 저장용기(210)에 가해진 열의 손실을 방지할 수 있다. The storage container 210 in the shielding container 270 is accommodated and sealed, the storage container 210 and the shielding container 270. Since the heat shield member 280 is provided between the hydrogen from the storage container 210 prevent leakage, and it is possible to protect the hydrogen storage metal 230 and the storage container 210 from the outside to prevent oxidation, thereby preventing the loss of heat is applied to the storage container 210.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. Description of the disclosed embodiments is self skilled in the art any of the present invention is provided to or use the disclosure. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those of ordinary skill in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. Thus, the present invention will be not limited to the embodiments shown herein to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

Claims (12)

  1. 실린더 형태의 저장용기; Storage vessel of the cylinder type;
    상기 저장용기의 내부공간에 수용된 다공성 수용부재; The porous receiving member received in the inner space of the storage vessel;
    기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 축방향이 상기 저장용기의 축방향에 평행하게 배치되어 상기 다공성 수용부재로 둘러싸인 채로 상기 저장용기 내부에 수용된 수소저장금속; Columnar shape, and the axial direction of the columnar body is disposed parallel to the axial direction of the reservoir hydrogen storage metal contained within the reservoir while surrounded by the porous receiving member;
    상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내부공간으로 수소를 공급하는 수소공급관; The storage is possible to connect in fluid communication with the container the hydrogen feed pipe for supplying hydrogen to the internal space of the reservoir;
    상기 저장용기와 유체 소통 가능하게 연결되어 상기 저장용기의 내의 수소를 공급처로 배출하는 수소배출관; Hydrogen discharge pipe that is possibly connected in communication with the reservoir fluid discharge of hydrogen in the storage vessel to a source of supply; And
    상기 저장용기의 내부 또는 외부에 위치하여 상기 저장용기의 내부공간에 열을 공급하는 열공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는, Be located inside or outside of the reservoir, it characterized in that it comprises a heat supply source for supplying heat to the interior space of the storage vessel,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 다공성 수용부재는 상기 저장용기의 축방향에 평행하도록 상기 다공성 수용부재에 관통된 다수의 삽입구멍을 포함하고, The porous receiving member includes a plurality of inserting holes through the porous receiving member to be parallel to the axial direction of the storage vessel,
    상기 기둥 형상의 수소저장금속은 상기 다수의 삽입구멍 전부 또는 일부에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, Hydrogen storage metal of the columnar body is characterized in that inserted in whole or in part, a plurality of the insertion hole,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  3. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 다공성 수용부재는 메탈폼(Metal form)인 것을 특징으로 하는, Said porous member is accommodated, it characterized in that the metal foam (Metal form),
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  4. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 다공성 수용부재는 상기 저장용기의 축방향을 따라 나열되어 포개어진 둘 이상의 메탈폼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, It said porous member is accommodated, characterized in that consisting of at least two metal forms the nested lists in the axial direction of the reservoir,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  5. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    상기 저장용기는 상기 저장용기의 내면에 일단부가 고정되어 길이방향이 상기 저장용기의 축방향과 평행하도록 배치된 격판을 포함하고, The reservoir comprises a plate arranged so that one end thereof is fixed to the inner surface of the reservoir parallel to the longitudinal axis of the reservoir,
    상기 둘 이상의 메탈폼은 상기 격판과 결합하는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는, The two or more metal foam is characterized in that it comprises a slit in combination with the plate,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  6. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 열공급원은 소정의 길이를 갖는 카트리지 히터를 포함하고, The heat supply source includes a cartridge heater having a predetermined length,
    상기 카트리지 히터의 길이의 일부 또는 전부는 상기 다수의 삽입구멍 중 하나 이상의 삽입구멍에 삽입되는 것을 특징으로 하는, Some or all of the length of the cartridge heater is characterized in that the insertion of one or more insert holes of the plurality of insertion holes,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  7. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 열공급원은 상기 저장용기의 외면을 감싸도록 상기 저장용기의 외면에 설치된 외부히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, The heat supply source, characterized in that it further comprises an external heater is installed on the outer surface of the reservoir to surround the outer surface of the reservoir,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  8. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 기둥 형상의 수소저장금속은 LaNi계 금속, LaNiAl계 금속, ZrCo, 감손우라늄, 우라늄, 티타늄, 팔라듐, ZrNi, ZiNi x Co y (x=0.01~0.99,y=1-x), ZrNi x Co y Fe z (x=0.01~0.99, y=0.01~0.99, z=0.01~0.99, x+y+z=1) 및 Zi x Hf y Co(x=0.01~0.99, y=1-x)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 어느 하나인 것을 특징으로 하는, Hydrogen storage metal of the columnar body is LaNi-based metal, LaNiAl based metal, ZrCo, depleted uranium, uranium, titanium, palladium, ZrNi, ZiNi x Co y ( x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x), ZrNi x Co a y Fe z (x = 0.01 ~ 0.99, y = 0.01 ~ 0.99, z = 0.01 ~ 0.99, x + y + z = 1) , and Zi x Hf y Co (x = 0.01 ~ 0.99, y = 1-x) characterized in that one of the at least one selected from the group consisting of,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  9. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 수소 저장 장치는 상기 저장용기를 수용하여 밀폐된 차폐용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, The hydrogen storage apparatus according to claim 1, further comprising a shielding container sealed by housing the storage containers,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  10. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9,
    상기 수소 저장 장치는 상기 저장용기 및 차폐용기 사이에 설치된 하나 이상의 열차폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, The hydrogen storage apparatus according to claim 1, further comprising at least one heat shield member disposed between the storage container and the shielding container,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  11. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 수소 저장 장치는, The hydrogen storage device,
    상기 수소공급관 상에 설치되어 상기 수소저장금속의 기둥 형상으로부터 입자 형태로 분해된 수소저장금속 입자가 상기 저장용기의 내부로부터 유출되는 것을 방지하는 제1 유출방지필터; It is provided on the hydrogen supply pipe a first leakage prevention filter for preventing the decomposition of hydrogen storage metal particles in the form of particles from the pillar of the hydrogen storage metal flowing out of the interior of the reservoir; And
    상기 수소배출관 상에 설치되어 상기 수소저장금속 입자가 상기 저장용기의 내부로부터 유출되는 것을 방지하는 제2 유출방지필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, Is provided on the hydrogen discharge pipe, characterized in that to claim 2 further comprising a leakage prevention filter for preventing the hydrogen storage metal particles flowing out of the interior of the reservoir,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
  12. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 제1 유출방지필터 및 제2 유출방지필터는 관형상의 소결 금속필터 또는 판형상의 소결 금속필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는, The first leakage-proof filter and a second leakage prevention filter which comprises a sintered metal filter or a plate-like sintered metal filter on the tubular,
    수소 저장 장치. A hydrogen storage device.
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