RU178737U1 - Fuel cell heat metal hydride reactor - Google Patents
Fuel cell heat metal hydride reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU178737U1 RU178737U1 RU2016152718U RU2016152718U RU178737U1 RU 178737 U1 RU178737 U1 RU 178737U1 RU 2016152718 U RU2016152718 U RU 2016152718U RU 2016152718 U RU2016152718 U RU 2016152718U RU 178737 U1 RU178737 U1 RU 178737U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal hydride
- hydrogen
- fuel cell
- cartridges
- assembly
- Prior art date
Links
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 102200068707 rs281865211 Human genes 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/12—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type using desorption of hydrogen from a hydride
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к области водородной энергетики, а точнее к устройствам для аккумулирования водорода в твердофазном связанном состоянии.Металлогидридный реактор, работающий от тепла топливного элемента, включающий в себя сборку из двух и более металлогидридных патронов, соединенных в сборку металлогидридных патронов в виде трубного пучка, закрепленного между двумя трубными досками, закрытых снаружи герметичным кожухом, в котором выполнены одно или более отверстий для подачи теплого воздуха от системы охлаждения присоединенной водородной энергоустановки на базе топливных элементов, и одно или более отверстий для отвода воздуха, в котором установлены вентиляторы принудительной циркуляции воздуха.В результате обеспечивается эффективный теплоперенос в металлогидридном устройстве и достигается нагрев металлогидридных патронов с обеспечением десорбции водорода под давлением, достаточным для работы присоединенного топливного элемента. 3 ил.The proposed utility model relates to the field of hydrogen energy, and more specifically to devices for the accumulation of hydrogen in a solid-state bound state. A metal hydride reactor operating from the heat of a fuel cell, including an assembly of two or more metal hydride cartridges connected to an assembly of metal hydride cartridges in the form of a tube bundle fixed between two tube sheets, closed outside by a hermetic casing, in which one or more holes for supplying warm air from the system are made an attached hydrogen power plant based on fuel cells and one or more air exhaust openings in which forced air circulation fans are installed. As a result, efficient heat transfer is provided in the metal hydride device and metal hydride cartridges are heated to ensure hydrogen desorption under pressure sufficient for the connected fuel cell. 3 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области водородной энергетики, а точнее к устройствам для аккумулирования водорода в твердофазном связанном состоянии.The proposed utility model relates to the field of hydrogen energy, and more specifically to devices for the accumulation of hydrogen in a solid-state bound state.
Из предшествующего уровня техники известен металлогидридный реактор хранения водорода низкого давления, включающий два и более металлогидридных патрона для хранения водорода, содержащих прочный герметичный корпус с отверстием для подачи водорода, внутри которого расположены одна или более трубок для подачи теплоносителя, выполненных в виде размещенных внутри корпуса трубок, образующих между собой и корпусом герметично закрытый зазор, заполненный водородопоглощающим материалом, и эти внутренние трубки герметично закрыты с торца, расположенного внутри корпуса, а в корпусе для подачи водорода выполнено отверстие, в котором установлен пористый фильтр, проницаемый для водорода и непроницаемый для частиц водородопоглощающего материала, при этом в полости внутренних трубок установлены трубки для подачи теплоносителя, и указанные металлогидридные патроны объединены в сборку металлогидридных патронов путем закрепления части корпуса металлогидридного патрона, содержащей отверстие для подачи водорода, с одной стороны трубной доски, и устанавливаемой с другой стороны трубной доски крышки, содержащей штуцеры, соосные с отверстиями для подачи водорода в корпусах металлогидридных патронов, обеспечивающие доступ к внутреннему зазору, заполненному водородопоглощающим материалом, внутри герметичного корпуса каждого из металлогидридных патронов, между крышкой и трубной доской создается полость, предназначенная для распределения газообразного водорода, в том числе низкого давления, общая для металлогидридных патронов, установленных в металлогидридном реакторе RU 163008 U1, F17C 11/00, F28D 15/00, 07.08.2015.The metal hydride low pressure hydrogen storage reactor is known from the prior art, including two or more metal hydride hydrogen storage cartridges, comprising a robust sealed housing with a hydrogen supply opening, inside of which one or more coolant supply pipes are arranged, made in the form of tubes placed inside the housing forming a hermetically sealed gap filled with hydrogen-absorbing material between themselves and the body, and these inner tubes are hermetically sealed from the end face, positioned inside the housing, and in the housing for supplying hydrogen, a hole is made in which a porous filter is installed that is permeable to hydrogen and impermeable to particles of hydrogen-absorbing material, while tubes for supplying a coolant are installed in the cavity of the inner tubes, and these metal hydride cartridges are combined into an assembly of metal hydride cartridges by fixing part of the body of the metal hydride cartridge, containing a hole for supplying hydrogen, on one side of the tube plate, and installed on the other side t a cover plate for the cover, containing fittings coaxial with the holes for supplying hydrogen in the metal hydride cartridge cases, providing access to the internal gap filled with hydrogen-absorbing material, a cavity is created between the cover and the tube board for the distribution of hydrogen gas, between the cover and the tube plate, including low pressure, common for metal hydride cartridges installed in a metal hydride reactor RU 163008 U1, F17C 11/00, F28D 15/00, 08/07/2015.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в повышении эффективности теплопереноса в металлогидридном устройстве при десорбции водорода и повышении удобства использования металлогидридного устройства.The problem to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of heat transfer in a metal hydride device during hydrogen desorption and increase the usability of a metal hydride device.
Данная задача решается за счет того, что заявленный металлогидридный реактор, работающий от тепла топливного элемента, включающий в себя сборку из двух и более металлогидридных патронов, соединенных в сборку металлогидридных патронов в виде трубного пучка, закрепленного между двумя трубными досками, закрытых снаружи герметичным кожухом, в котором выполнены одно или более отверстий для подачи теплого воздуха от системы охлаждения присоединенной водородной энергоустановки на базе топливных элементов, и одно или более отверстий для отвода воздуха, в котором установлены вентиляторы принудительной циркуляции воздуха.This problem is solved due to the fact that the claimed metal hydride reactor operating from the heat of the fuel cell, including an assembly of two or more metal hydride cartridges connected to the assembly of metal hydride cartridges in the form of a tube bundle, mounted between two tube plates, closed outside by a sealed casing, in which one or more openings are made for supplying warm air from the cooling system of the connected hydrogen power plant based on fuel cells, and one or more openings for exhaust yes air in which fans of forced circulation of air are installed.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение эффективного теплопереноса в металлогидридном устройстве для нагрева металлогидридных патронов с обеспечением десорбции водорода под давлением, достаточным для работы присоединенного топливного элемента.The technical result provided by the given set of features is the provision of effective heat transfer in a metal hydride device for heating metal hydride cartridges with hydrogen desorption under pressure sufficient for operation of the attached fuel cell.
Устройство поясняется фиг. 1. На фиг. 1 изображена сборка металлогидридных патронов 1, соединенных в сборку металлогидридных патронов в виде трубного пучка, закрытых снаружи герметичным корпусом 2, присоединенной с помощью колена 3 к системе охлаждения 4 водородной энергоустановки на базе топливных элементов, теплый воздух прокачивается через сборку металлогидридных патронов с помощью вентиляторов 5 принудительной циркуляции воздуха. Контроль температуры поступающего воздуха осуществляется температурным датчиком 6, давление десорбируемого водорода измеряется с помощью датчика давления 7, десорбируемый водород подается к присоединенной водородной энергоустановке по газовой линии через запорный клапан 8, расход газа контролируется расходомером 9, обратный ток газа предотвращается установкой обратного клапана 10.The device is illustrated in FIG. 1. In FIG. 1 shows the assembly of
Работает устройство следующим образом, внутри металлогидридных патронов помещается водородопоглощающий материал, предпочтительно интерметаллическое соединение семейства LaNi5. Зарядка устройства осуществляется путем подачи газообразного водорода внутрь металлогидридных патронов, при этом давление водорода выше, чем равновесное давление водорода для используемого водородопоглощающего материала. При этом равновесное давление десорбции для водородопоглощающего материала подбирается таким образом, чтобы при температуре, соответствующей температуре воздуха, поступающего от присоединенной водородной энергоустановки на базе топливных элементов при нормальных условиях эксплуатации, водород мог быть разряжен из устройства с давлением, превышающим давление питания присоединенной водородной энергоустановки. За счет десорбированного водорода присоединенная энергоустановка производит электрическую энергию, часть которой тратится на собственные нужны в том числе на работу системы охлаждения и работу вентиляторов принудительной циркуляции воздуха.The device operates as follows, a hydrogen-absorbing material, preferably an intermetallic compound of the LaNi 5 family, is placed inside metal hydride cartridges. The device is charged by supplying hydrogen gas into the metal hydride cartridges, while the hydrogen pressure is higher than the equilibrium hydrogen pressure for the hydrogen-absorbing material used. In this case, the equilibrium desorption pressure for the hydrogen-absorbing material is selected so that at a temperature corresponding to the temperature of the air coming from the connected hydrogen power plant based on fuel cells under normal operating conditions, hydrogen can be discharged from the device with a pressure exceeding the supply pressure of the connected hydrogen power plant. Due to the desorbed hydrogen, the attached power plant produces electric energy, part of which is spent on its own needs, including the operation of the cooling system and the operation of fans of forced air circulation.
Металлогидридный реактор, работающий от тепла топливного элемента был реализован в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Объединенном институте высоких температур Российской академии наук. В сборке реактора установлено 49 металлогидридных патронов, заполненных интерметаллическим соединением La0.5Nd0.5Al0.1Fe0.4Co0.2Ni4.3 в количестве 81 кг, реактор подсоединен к топливному элементу электрической мощностью свыше 1.1 кВт. Результаты работы устройства в условиях старта из нагретого состояния, когда температура внутри реактора в начальный момент времени составляет 30°С, представлены на фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 2 представлены результаты измерения расхода водорода на выходе из реактора в ходе экспериментов, полученные результаты показывают, что измеренный расход выше уровня, необходимого для питания топливного элемента, обеспечивающего электрическую мощность 1.1 кВт. На фиг. 3 представлены результаты измерения давления водорода на выходе из реактора.A metal hydride reactor powered by heat from a fuel cell was implemented at the Federal State Budgetary Institution of Science, Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences. In the reactor assembly, 49 metal hydride cartridges were installed, filled with an intermetallic compound La 0.5 Nd 0.5 Al 0.1 Fe 0.4 Co 0.2 Ni 4.3 in an amount of 81 kg, the reactor was connected to a fuel cell with an electric power exceeding 1.1 kW. The results of the operation of the device under conditions of starting from a heated state, when the temperature inside the reactor at the initial time is 30 ° C, is shown in FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 2 shows the results of measuring the hydrogen flow rate at the outlet of the reactor during the experiments, the results show that the measured flow rate is higher than the level required to power the fuel cell, providing an electric power of 1.1 kW. In FIG. 3 presents the results of measuring the pressure of hydrogen at the outlet of the reactor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152718U RU178737U1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Fuel cell heat metal hydride reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152718U RU178737U1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Fuel cell heat metal hydride reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178737U1 true RU178737U1 (en) | 2018-04-18 |
Family
ID=61974804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152718U RU178737U1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Fuel cell heat metal hydride reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178737U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036819A1 (en) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Westinghouse Savannah River Company | Apparatus and methods for storing and releasing hydrogen |
| RU2169888C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-06-27 | ГосНИИ НПО "Луч" | Metallohydride refrigerator |
| US8932184B2 (en) * | 2002-03-15 | 2015-01-13 | Scott D. Redmond | Hydrogen storage, distribution, and recovery system |
| RU163008U1 (en) * | 2015-08-07 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | LOW PRESSURE HYDROGEN STORAGE REACTOR |
-
2016
- 2016-12-30 RU RU2016152718U patent/RU178737U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036819A1 (en) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Westinghouse Savannah River Company | Apparatus and methods for storing and releasing hydrogen |
| RU2169888C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-06-27 | ГосНИИ НПО "Луч" | Metallohydride refrigerator |
| US8932184B2 (en) * | 2002-03-15 | 2015-01-13 | Scott D. Redmond | Hydrogen storage, distribution, and recovery system |
| RU163008U1 (en) * | 2015-08-07 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | LOW PRESSURE HYDROGEN STORAGE REACTOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101245895B (en) | Solid hydrogen storing device | |
| CN105244519A (en) | Metal hydride hydrogen storage and fuel cell combination system | |
| RU81568U1 (en) | HYDROGEN EXTERNAL SURFACE METAL HYDROGEN CARTRIDGE | |
| CN107732066A (en) | A kind of power battery box | |
| RU178737U1 (en) | Fuel cell heat metal hydride reactor | |
| CN101251228B (en) | Solid hydrogen-storing conveying apparatus | |
| CN112361210A (en) | Hydrogen storage system | |
| CN209963155U (en) | Hydrogen circulation heat management system of fuel cell engine | |
| CN210345002U (en) | Solid hydrogen storage device | |
| RU163008U1 (en) | LOW PRESSURE HYDROGEN STORAGE REACTOR | |
| CN205004049U (en) | A active pressure accumulation ann notes system of non - for nuclear power station | |
| CN207162501U (en) | A kind of energy storage steam unit | |
| CN217403234U (en) | Recovery plant based on gas factory waste heat recovery is effectual | |
| CN105509021B (en) | Efficient alcohol vapor generator | |
| CN201193778Y (en) | Solid hydrogen-storing device | |
| RU87775U1 (en) | HYDROGEN STORAGE AND DISCHARGE SYSTEM WITH METAL HYDROGEN BATTERIES | |
| CN202521903U (en) | Flat plate solar water heater with built-in tube-sheet heat exchange device | |
| RU2007117662A (en) | COMPRESSION THERMAL DEVICE (OPTIONS) | |
| CN110265750A (en) | A kind of fast charge power battery | |
| RU220568U1 (en) | Reusable low pressure metal hydride hydrogen accumulator | |
| RU164881U1 (en) | METAL HYDROGEN STORAGE AND HYDROGEN PURIFICATION REACTOR | |
| CN217933874U (en) | Fuel cell system based on quick self-heating solid hydrogen storage device | |
| CN214222739U (en) | Hydrogen storage system | |
| CN218242109U (en) | Liquid cold and fire control energy storage battery module as an organic whole collects | |
| CN209801765U (en) | Heat energy supply device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20190111 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191231 |