RU2267694C1 - Container for storage of hydrogen - Google Patents
Container for storage of hydrogen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267694C1 RU2267694C1 RU2005102577/06A RU2005102577A RU2267694C1 RU 2267694 C1 RU2267694 C1 RU 2267694C1 RU 2005102577/06 A RU2005102577/06 A RU 2005102577/06A RU 2005102577 A RU2005102577 A RU 2005102577A RU 2267694 C1 RU2267694 C1 RU 2267694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- microspheres
- storage
- rigid structure
- diameter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области водородной энергетики - аккумулированию и хранению водорода, который в настоящее время используется в химическом, транспортном машиностроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of hydrogen energy - the accumulation and storage of hydrogen, which is currently used in chemical, transport engineering and other industries.
Известны устройства для аккумулирования водорода, основанные на связывании водорода в твердом материале (например, в гидридах металлов или сорбция на поверхности дисперсных наноматериалов), (патенты РФ №2037737, 2038525, МПК F 17 С 5/04), эти устройства для аккумулирования и хранения водорода являются наиболее взрывобезопасными из существующих, т.к. водород не имеет избыточного давления, но такие системы инерционны и требуют определенное время (порядка несколько минут) для начала работы, поглощение и выделение водорода происходит со значительными тепловыми эффектами, кроме того, массовое содержание водорода - отношение веса водорода, содержащегося в аккумуляторе к весу самого аккумулятора - 4,5% - является очень низким. Массовое содержание зависит как от количества водорода в аккумулирующем материале, так и от удельного веса аккумулирующего материала.Known devices for the storage of hydrogen, based on the binding of hydrogen in a solid material (for example, in metal hydrides or sorption on the surface of dispersed nanomaterials), (RF patents No. 2037737, 2038525, IPC F 17
Известна емкость для хранения водорода (патент №2222749, МПК F 17 C 5/04), представляющая собой герметичный кожух с внутренним сосудом для хранения сжиженного водорода, при этом система газозаполнения выполнена так, что позволяет сократить потери водорода, снизить время заправки емкости. Эта емкость предназначена для водородного автомобиля (Шварц А. Автомобиль будущего. Ж. Вестник, №10 (347), стр.1-5, 12.05.2004 г.), она выполнена из прочных композитных относительно легких материалов. Последняя модификация имеет объем 90 литров, массу 40 кг, давление водорода 400 атм. Оценки показывают, что в этом случае в емкости может быть запасено 3,2 кг водорода, следовательно, массовое содержание водорода равно 3,2/40×100%=8%. Недостатками емкости является взрывоопасность и низкое содержание водорода на единицу объема, до 400 л водорода на 1 литр, потери газа из емкости.Known capacity for storing hydrogen (patent No. 2222749, IPC F 17
Известно, что можно хранить водород в полых микросферах, выполненных из стекла диаметром 5-200 мкм с толщиной стенки 0,5-5 мкм (Малышенко С.П., Назарова О.В. Аккумулирование водорода. В сборнике статей: "Атомно-водородная энергетика и технология", вып.8, стр.155-205. 1988 г.). При температуре 200-400°С под давлением водород, активно диффундируя через стенки, заполняет микросферы и после охлаждения остается в них под давлением. Так при давлении водорода в 500 атмосфер и нагреве микросфер до указанных температур было получено массовое содержание водорода в микросферах 5,5-6,0%. При более низком давлении массовое содержание водорода в микросферах будет снижаться. При нагревании до 200°С выделяется около 55% запасенного в микросферах водорода и около 75% при нагревании до 250°С. При хранении водорода в стеклянных микросферах потери диффузией через стенки составляют около 0,5% в сутки. В случае покрытия микросфер металлическими пленками диффузионные потери водорода при комнатной температуре снижаются в 10-100 раз. Существенным недостатком является то, что зарядка аккумулятора с микросферами осуществляется при относительно невысоких давлениях водорода, так как предел прочности стекла при растяжении имеет низкие значения и находится в пределах до 20 кг/мм2. Это не позволяет обеспечить массовое содержание водорода в микросферах, существенно превышающее 6 вес.%.It is known that hydrogen can be stored in hollow microspheres made of glass with a diameter of 5-200 μm with a wall thickness of 0.5-5 μm (Malyshenko S.P., Nazarova O.V. Accumulation of hydrogen. In the collection of articles: "Atomic-hydrogen energy and technology ",
Известна емкость для хранения водорода, состоящая из герметичного корпуса, технологических патрубков, внутренней теплообменной поверхности и наполнителя-аккумулятора водорода, представляющего собой порошок интерметаллида (патент РФ №2037737, МПК F 17 С 5/04 - прототип). Недостатками изобретения является то, что поглощение и выделение водорода происходит со значительными тепловыми эффектами, кроме того, массовое содержание водорода - отношение веса водорода, содержащегося в емкости, к весу самой емкости - 4,5% - является очень низким.Known capacity for storing hydrogen, consisting of a sealed enclosure, process pipes, an internal heat exchange surface and a hydrogen filler-accumulator, which is an intermetallic powder (RF patent No. 2037737, IPC F 17
Техническим результатом, на которое направлено изобретение, является создание емкости для безопасного хранения водорода, обеспечивающей увеличение массового содержания водорода выше 6%.The technical result, which the invention is directed to, is the creation of a container for the safe storage of hydrogen, providing an increase in the mass content of hydrogen above 6%.
Для этого предложена емкость для хранения водорода, состоящая из герметичного корпуса, технологических патрубков, нагревателя и наполнителя-аккумулятора водорода, размещенного в корпусе, при этом наполнитель-аккумулятор водорода представляет собой полые микросферы, скрепленные между собой в единую, жесткую структуру, сформированную послойно из микросфер разного диаметра, причем диаметр микросфер уменьшается от центрального слоя к периферийному.For this, a hydrogen storage tank is proposed, consisting of a sealed housing, process pipes, a heater and a hydrogen storage filler placed in the housing, while the hydrogen storage filler is a hollow microspheres bonded together in a single, rigid structure formed layer by layer from microspheres of different diameters, and the diameter of the microspheres decreases from the central layer to the peripheral.
Кроме того, на внешней поверхности жесткой структуры может быть выполнено покрытие.In addition, a coating may be provided on the outer surface of the rigid structure.
При этом покрытие выполнено из металла, эффективно поглощающего водород, например палладия, или никеля, или сплава лантана с никелем.The coating is made of a metal that effectively absorbs hydrogen, such as palladium, or nickel, or an alloy of lanthanum with nickel.
В качестве материала микросферы используют сталь, или титан, или лантан, или никель, или цирконий, или сплавы на основе этих металлов, или графит, или композиции на основе графита.As the material of the microspheres use steel, or titanium, or lanthanum, or nickel, or zirconium, or alloys based on these metals, or graphite, or compositions based on graphite.
Микросферы из металла могут быть закреплены между собой диффузионной сваркой.Microspheres made of metal can be fixed among themselves by diffusion welding.
В такой емкости водородом будет заполнено пространство как внутри микросфер, так и все пространство между ними. Кроме того, изменение диаметра микросфер от центра корпуса к периферии позволит создать плотно упакованную структуру, что еще эффективнее позволит использовать пространство, заключенное внутри корпуса емкости. При насыщении всей структуры водородом его давление может быть повышено до нескольких тысяч атмосфер, т.к. это позволяет сделать как выполнение микросфер из высокопрочного материала, так и то, что стенки микросфер в такой жестко скрепленной структуре будут разгружены, т.к. давление водорода в соседних микросферах будет практически одинаковым, а микросферы с малым диаметром на периферии могут выдерживать большие избыточные давления водорода. В качестве материала микросфер должны использоваться высокопрочные материалы с низкими коэффициентами диффузии водорода при температурах до 100-150°С, чтобы утечки водорода при хранении были минимальны. К таким материалам относятся прежде всего сталь, или титан, или цирконий, или сплавы на основе этих металлов, или графит, или композиционные материалы. Для увеличения гарантии удержания водорода в полостях между сферами на внешнюю поверхность жесткой структуры, состоящей из микросфер, наносится покрытие.In such a container, hydrogen will fill the space both inside the microspheres, and the entire space between them. In addition, changing the diameter of the microspheres from the center of the case to the periphery will allow you to create a tightly packed structure, which will even more effectively allow you to use the space enclosed inside the container. When the entire structure is saturated with hydrogen, its pressure can be increased to several thousand atmospheres, because this allows you to make both the execution of microspheres of high strength material, and the fact that the walls of the microspheres in such a rigidly bonded structure will be unloaded, the pressure of hydrogen in neighboring microspheres will be almost the same, and microspheres with a small diameter at the periphery can withstand large excess hydrogen pressures. As the material of the microspheres, high-strength materials with low diffusion coefficients of hydrogen at temperatures up to 100-150 ° C should be used so that hydrogen leakage during storage is minimized. Such materials primarily include steel, or titanium, or zirconium, or alloys based on these metals, or graphite, or composite materials. To increase the guarantee of hydrogen retention in the cavities between the spheres, a coating is applied to the outer surface of the rigid structure consisting of microspheres.
На фиг.1 дан общий вид емкости для хранения водорода, где 1 - корпус, 2 - нагреватель, 3 - микросферы, 4 - технологический патрубок.Figure 1 shows a General view of the tank for storing hydrogen, where 1 is the housing, 2 is the heater, 3 is the microspheres, 4 is the process pipe.
На фиг.2 показан поперечный разрез емкости для хранения водорода, вариант с нанесенным покрытием на внешнюю поверхность жесткой структуры из микросфер, где 5 - жесткая структура микросфер, состоящая из трех зон 6, 7, 8 с микросферами разного диаметра, 9 - герметизирующее покрытие.Figure 2 shows a cross section of a hydrogen storage tank, a variant coated on the outer surface of a rigid structure of microspheres, where 5 is a rigid structure of microspheres, consisting of three
В таблицы 1-4 сведены расчетные данные по прочностным параметрам и массовому содержанию водорода для накопителей-аккумуляторов водорода, выполненных из микросфер разного размера. В таблицах - σφ - тангенциальное напряжение на оболочке микросферы, кг/мм2, σR - радиальное напряжение на оболочке микросферы, кг/мм2.Table 1-4 summarizes the calculated data on the strength parameters and mass content of hydrogen for hydrogen storage-accumulators made of microspheres of different sizes. In the tables, σφ is the tangential stress on the shell of the microsphere, kg / mm 2 , σ R is the radial stress on the shell of the microsphere, kg / mm 2 .
Микросферы с диаметром 200 мкм, толщиной оболочки 1 мкм.Microspheres with a diameter of 200 μm, a shell thickness of 1 μm.
Вес оболочки на литр объема аккумулятора - 124,3 г/л, объем оболочки в литре аккумулятора - 0,0155375 л/л, объем водорода в микросхемах - 0,5077875 л/л, объем водорода в микросхемах и между микросфер - 0,9844625 л/л. Микросферы выполнены из стали и титана. Удельный вес стали - 8 кг/л. Удельный вес титана - 4,5 кг/л.The shell weight per liter of battery volume is 124.3 g / l, the shell volume in a liter of battery is 0.0155375 l / l, the volume of hydrogen in microcircuits is 0.5077875 l / l, the volume of hydrogen in microcircuits and between microspheres is 0.9844625 l / l The microspheres are made of steel and titanium. The specific gravity of steel is 8 kg / l. The specific gravity of titanium is 4.5 kg / l.
Микросферы с диаметром 100 мкм, толщиной оболочки 1 мкм.Microspheres with a diameter of 100 μm, a shell thickness of 1 μm.
Вес оболочки на литр объема аккумулятора - 0,246208 г/л, объем оболочки в литре аккумулятора - 0,030776 л/л, объем водорода в микросферах - 0,492557 л/л, объем водорода в микросферах и между микросфер - 0,969232 л/л. Микросферы выполнены из стали. Удельный вес стали - 8 кг/л.The shell weight per liter of battery volume is 0.246208 g / l, the shell volume in a liter of battery is 0.030776 l / l, the volume of hydrogen in microspheres is 0.492557 l / l, the volume of hydrogen in microspheres and between microspheres is 0.969232 l / l Microspheres are made of steel. The specific gravity of steel is 8 kg / l.
Микросферы с диаметром 10 мкм, толщиной оболочки 1 мкм.Microspheres with a diameter of 10 μm, a shell thickness of 1 μm.
Вес оболочки на литр объема аккумулятора - 1,13488 г/л, объем оболочки в литре аккумулятора - 0,14186 л/л, объем водорода в микросферах - 0,38151 л/л, объем водорода в микросферах и между микросфер - 0,858135 л/л. Микросферы выполнены из стали и титана. Удельный вес стали - 8 кг/л. Удельный вес титана - 4,5 кг/л.The shell weight per liter of battery volume is 1.13488 g / l, the shell volume in a liter of battery is 0.14186 l / l, the volume of hydrogen in microspheres is 0.38151 l / l, the volume of hydrogen in microspheres and between microspheres is 0.858135 l / l The microspheres are made of steel and titanium. The specific gravity of steel is 8 kg / l. The specific gravity of titanium is 4.5 kg / l.
Микросферы с диаметром 3 мкм, толщиной оболочки 1 мкм.Microspheres with a diameter of 3 μm, a shell thickness of 1 μm.
Вес оболочки на литр объема аккумулятора - 3992 г/л, объем оболочки в литре аккумулятора - 0,499 л/л, объем водорода в микросферах - 0,019 л/л, объем водорода в микросферах и между микросфер - 0,501 л/л. Микросферы выполнены из стали. Удельный вес стали - 8 кг/л.The shell weight per liter of battery volume is 3992 g / l, the shell volume in a liter of battery is 0.499 l / l, the volume of hydrogen in microspheres is 0.019 l / l, the volume of hydrogen in microspheres and between microspheres is 0.501 l / l. Microspheres are made of steel. The specific gravity of steel is 8 kg / l.
Как видно из табл.1, например, проводя насыщение водородом при давлении в 1000 ати жесткой структуры, созданной из микросфер с диаметром 200 мкм, получаем весовое содержание водорода 41,4 вес.%. Оболочки микросфер внутри жесткой структуры разгружены, так как с обеих сторон на оболочки воздействует одинаковое давление в 1000 ати. Но оболочки микросфер на поверхности жесткой структуры испытывают огромное давление - 502,5 кг/мм2 (см. табл.1).As can be seen from Table 1, for example, by carrying out hydrogen saturation at a pressure of 1000 atm of a rigid structure created from microspheres with a diameter of 200 μm, we obtain a weight hydrogen content of 41.4 wt. The shells of the microspheres inside the rigid structure are unloaded, since the same pressure of 1000 ati acts on the shells on both sides. But the shells of microspheres on the surface of a rigid structure are under tremendous pressure - 502.5 kg / mm 2 (see table 1).
Такое давление оболочка не выдержит и разорвется. Для обеспечения необходимых прочностных характеристик поверхности жесткой структуры периферия этой структуры выполняется из микросфер с диаметром 10 мкм, весовое содержание водорода 6,3 вес.% (табл.3). Напряжения на оболочке этих микросфер при давлении 1000 ати составляет 27,5 кг/мм2, такое давление выдерживает широкий класс сталей и других материалов (табл.3). Таким образом, создана жесткая структура из микросфер с разгруженными оболочками в объеме структуры, так как во всех оболочках и с диаметром 200 мкм и с диаметром 10 мкм давление одинаковое 1000 ати, а микросферы на поверхности с диаметром 10 мкм испытывают давление на оболочку 27,5 кг/мм2. Присутствие в жесткой структуре мелких микросфер снижает массовое содержание водорода в ней (200 мкм - 41,4 вес.%, 10 мкм - 6,3 вес.%). Так для жесткой структуры состоящей на 80% из микросфер с диаметром 200 мкм и на 20% из микросфер с диаметром 10 мкм, насыщенные водородом при 1000 ати, весовое содержание водорода равно 34,38 вес.%.The shell will not withstand such pressure and will burst. To ensure the necessary strength characteristics of the surface of a rigid structure, the periphery of this structure is made of microspheres with a diameter of 10 μm, the weight content of hydrogen is 6.3 wt.% (Table 3). The stresses on the shell of these microspheres at a pressure of 1000 ati are 27.5 kg / mm 2 ; this pressure can withstand a wide class of steels and other materials (Table 3). Thus, a rigid structure was created from microspheres with unloaded shells in the bulk of the structure, since in all shells with a diameter of 200 μm and a diameter of 10 μm, the pressure is the same 1000 ati, and microspheres on a surface with a diameter of 10 μm experience a pressure of 27.5 on the shell kg / mm 2 . The presence of small microspheres in the rigid structure reduces the mass content of hydrogen in it (200 microns - 41.4 wt.%, 10 microns - 6.3 wt.%). So for a rigid structure consisting of 80% of microspheres with a diameter of 200 μm and 20% of microspheres with a diameter of 10 μm, saturated with hydrogen at 1000 ati, the weight content of hydrogen is 34.38 wt.%.
При насыщении микросфер с диаметром 200 мкм при давлении 10000 ати (весовое содержание в жесткой структуре 87,6 вес.%) периферию необходимо делать из мелких сфер, например с диаметром 3 мкм. В этом случае давление на оболочки в поверхностном слое будет 100 кг/мм, (табл.4), что позволит изготовить такие жесткие структуры из высокопрочных материалов.When saturating microspheres with a diameter of 200 μm at a pressure of 10,000 ati (weight content in a rigid structure of 87.6 wt.%), The periphery must be made of small spheres, for example, with a diameter of 3 μm. In this case, the pressure on the shells in the surface layer will be 100 kg / mm (Table 4), which will make it possible to produce such rigid structures from high-strength materials.
Для жесткой структуры, состоящей на 80% из микросфер с диаметром 200 мкм и на 20% из микросфер с диаметром 3 мкм, насыщенные водородом при 10000 ати, весовое содержание водорода равно 72,08 вес%.For a rigid structure consisting of 80% of microspheres with a diameter of 200 μm and 20% of microspheres with a diameter of 3 μm, saturated with hydrogen at 10,000 ati, the weight content of hydrogen is 72.08 weight%.
Создавая жесткую структуру из микросфер, содержащую слои микросфер, внутри жесткой структуры расположены микросферы с большим диаметром, а при движении к периферии с уменьшающимся диаметром, можно создать аккумулятор с высоким весовым содержанием водорода и высокими прочностными характеристиками.By creating a rigid structure from microspheres containing layers of microspheres, microspheres with a large diameter are located inside the rigid structure, and when moving to the periphery with a decreasing diameter, you can create a battery with a high weight hydrogen content and high strength characteristics.
При исполнении микросфер из титана весовое содержание водорода существенно возрастает в сравнении с его весовым содержанием в стали так как удельный вес титана меньше в 1,8 раза, (табл.1, 2-4). Так для жесткой структуры, созданной из микросфер с диаметром 200 мкм, насыщенной при 300 ати водорода, весовое содержание водорода в случае стали составляет 17,5 вес.%, а в случае титана 27,4 вес.% (табл.1).When executing titanium microspheres, the weight content of hydrogen increases significantly in comparison with its weight content in steel since the specific gravity of titanium is 1.8 times less (Tables 1, 2-4). So for a rigid structure created from microspheres with a diameter of 200 μm, saturated at 300 ati hydrogen, the weight content of hydrogen in the case of steel is 17.5 wt.%, And in the case of titanium 27.4 wt.% (Table 1).
Такое решение проблемы позволяет создавать аккумуляторы с массовым содержанием водорода, значительно превышающим 6 вес.%.This solution to the problem allows you to create batteries with a mass content of hydrogen significantly exceeding 6 wt.%.
Покажем возможность реализации изобретения.We show the possibility of implementing the invention.
Из полых микросфер 3 разного диаметра, например D1, D2, D3, формируют три слоя 6, 7, 8 наполнителя-аккумулятора водорода, после чего микросферы жестко скрепляют между собой. Микросферы из металла можно скреплять, например, диффузионной сваркой. Микросферы из композитов, керамики и других материалов могут быть закреплены между собой, например спеканием.From hollow microspheres 3 of different diameters, for example D 1 , D 2 , D 3 , three
При этом получается единая жесткая структура 5 с уменьшающимся диаметром микросфер от центра к периферии. Для улучшения удержания водорода можно герметизировать внешнюю поверхность этой структуры, например, наносить покрытие 9 из металла, эффективно поглощающего водород, например палладия, или никеля, или сплава лантана с никелем толщиной 5-8 мкм. Затем наполнитель-аккумулятор водорода насыщают водородом. Для этого жесткую структуру из микросфер помещают в автоклав, который выдерживает высокие давления и имеет систему нагрева. Автоклав вакуумируют форвакуумным насосом для удаления воздуха, после чего в него подают водород до небольшого избыточного давления порядка 1-10 ати. Далее автоклав нагревают до 300-500°С (в зависимости от материала микросфер), затем, в зависимости от того, какое весовое содержание водорода в жесткой структуре мы хотим получить в соответствии с таблицами 1-4 (или, в общем случае, для различных материалов создают аналогичные таблицы), медленно создают соответствующее избыточное давление водорода в автоклаве. Жесткую структуру выдерживают при этих параметрах до выравнивания давления водорода в автоклаве и в полостях жесткой структуры за счет диффузии водорода. После этого при этом же избыточном давлении система охлаждается до комнатной температуры. Водород при комнатной температуре из жесткой структуры не диффундирует. Сбрасывается давление водорода в автоклаве и вынимается жесткая структура. После этого заполненный водородом аккумулятор водорода загружают в корпус 1. При включении нагревателя 2 водород, запасенный в аккумуляторе, начнет выделяться и подаваться к потребителю через технологический патрубок 4. Насыщение водородом может производиться как самой жесткой структуры, так и всей емкости с установленной в ней жесткой структурой.This results in a single
Пример 1. Микросферы из стали диаметром 200 микрон засыпались в цилиндр из кварца диаметром 11 мм и высотой 8,0 см, микросферы сваривались диффузионной сваркой. Затем цилиндр, сваренный из микросфер, помещался в цилиндр из кварца с диаметром 13 мм, на дно которого предварительно засыпались микросферы диаметром 100 мкм, высота слоя 1 мм. Микросферы диаметром 100 мкм засыпались между стенкой кварцевого цилиндра и цилиндра из микросфер с диаметром 200 мкм. Такой же слой микросфер с диаметром 100 мкм засыпался на верхнюю поверхность цилиндра из микросфер с диаметром 200 мкм. Проводили диффузионную сварку. Получили жесткую микроструктуру из микросфер. Вес цилиндра из жесткой микроструктуры равен 1,541 г. Расчетный вес 1,48 г (табл.1, 2). Насыщение водородом этой структуры проводили в автоклаве по технологии описанной выше. Процесс проводили при давлении водорода 150 ати, температура процесса 450°С. Для гарантированного насыщения жесткой структуры водородом процесс длился 2 часа. Вес жесткой структуры после насыщения водородом равен 1,677 г, т.е. содержание водорода в ней 0,136 г, что составляет 8,1 вес.%. Расчетная величина - 8,68 вес.%Example 1. Microspheres of steel with a diameter of 200 microns were poured into a cylinder of quartz with a diameter of 11 mm and a height of 8.0 cm, the microspheres were welded by diffusion welding. Then, a cylinder welded from microspheres was placed in a cylinder of quartz with a diameter of 13 mm, on the bottom of which microspheres with a diameter of 100 μm were pre-filled, the layer height was 1 mm. Microspheres with a diameter of 100 μm were poured between the wall of a quartz cylinder and a cylinder of microspheres with a diameter of 200 μm. The same layer of microspheres with a diameter of 100 μm was poured onto the upper surface of the cylinder from microspheres with a diameter of 200 μm. Diffusion welding was performed. A rigid microstructure was obtained from microspheres. The weight of a rigid microstructure cylinder is 1.541 g. The estimated weight is 1.48 g (Tables 1, 2). Hydrogen saturation of this structure was carried out in an autoclave according to the technology described above. The process was carried out at a hydrogen pressure of 150 ati, and the process temperature was 450 ° C. For guaranteed saturation of the rigid structure with hydrogen, the process lasted 2 hours. The weight of the rigid structure after saturation with hydrogen is 1.677 g, i.e. the hydrogen content in it is 0.136 g, which is 8.1 wt.%. Estimated value - 8.68 wt.%
Пример 2. Создана жесткая структура из микросфер диаметром 100 мкм с толщиной оболочки 1 мкм. Структура создана путем диффузионной сварки микросфер друг с другом. Внешний слой структуры состоял из микросфер с диаметром 5 мкм. В ампуле при температуре 300°С и давлении водорода 1000 ати в течение 2,5 часов происходило ее насыщение. После этого температура снижалась до 20°С при том же избыточном давлении водорода. Вес структуры до насыщения водородом был равен 1,24 г, после насыщения 1,42 г, т.е. массовое содержание водорода составило 12,7 вес.%.Example 2. A rigid structure is created from microspheres with a diameter of 100 μm with a shell thickness of 1 μm. The structure is created by diffusion welding of microspheres with each other. The outer layer of the structure consisted of microspheres with a diameter of 5 μm. In the ampoule at a temperature of 300 ° C and a hydrogen pressure of 1000 atm, it saturated for 2.5 hours. After that, the temperature decreased to 20 ° C at the same excess pressure of hydrogen. The weight of the structure before saturation with hydrogen was 1.24 g; after saturation, 1.42 g, i.e. the mass content of hydrogen was 12.7 wt.%.
Пример 3. На поверхность аналогичной жесткой структуры по примеру 2 наносилось никелевое покрытие, герметизирующее всю структуру. Толщина покрытия 5-8 мкм. Затем проводилось насыщение структуры водородом как и в примере 1. Массовое содержание водорода составило 18,6%.Example 3. On the surface of a similar rigid structure according to example 2, a nickel coating was applied to seal the entire structure. Coating thickness 5-8 microns. Then, the structure was saturated with hydrogen as in Example 1. The mass content of hydrogen was 18.6%.
Таким образом, предложенная емкость для хранения водорода позволит с высокой степенью безопасности хранить водород, при этом его содержание в емкости позволит использовать эту емкость для транспортных средств, а также в других отраслях промышленности.Thus, the proposed hydrogen storage tank will allow hydrogen to be stored with a high degree of safety, while its content in the tank will allow this tank to be used for vehicles, as well as in other industries.
Claims (5)
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102577/06A RU2267694C1 (en) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | Container for storage of hydrogen |
| DE200560018520 DE602005018520D1 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | TANK AND MATERIAL FOR STORING HYDROGEN GAS |
| KR1020077003687A KR20070056063A (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | Tank and material for storage of hydrogen gas |
| JP2007536351A JP4467014B2 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | Hydrogen gas storage tank and storage material |
| AT05800854T ATE452855T1 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | TANK AND MATERIAL FOR STORING HYDROGEN GAS |
| PCT/IL2005/001125 WO2006046248A1 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | Tank and material for storage of hydrogen gas |
| US11/632,951 US7648567B2 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | Tank and material for storage of hydrogen gas |
| EP20050800854 EP1805104B1 (en) | 2004-10-27 | 2005-10-27 | Tank and material for storage of hydrogen gas |
| HK07112649A HK1104275A1 (en) | 2004-10-27 | 2007-11-20 | Tank and material for storage of hydrogen gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102577/06A RU2267694C1 (en) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | Container for storage of hydrogen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2267694C1 true RU2267694C1 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35872591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005102577/06A RU2267694C1 (en) | 2004-10-27 | 2005-02-03 | Container for storage of hydrogen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267694C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7870878B2 (en) | 2007-11-08 | 2011-01-18 | C. En. Limited | Apparatus for storage and liberation of compressed hydrogen gas in microcylindrical arrays and system for filling the microcylindrical arrays |
| WO2014179183A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | Industrial Heat, Inc. | Devices and methods for heat generation |
| CN112432048A (en) * | 2020-11-13 | 2021-03-02 | 深圳中科微管科技有限公司 | High-safety hydrogen storage container |
| RU214580U1 (en) * | 2022-04-11 | 2022-11-03 | Валерий Евгеньевич Петров | TANK FOR STORAGE OF COMPRESSED GASES |
-
2005
- 2005-02-03 RU RU2005102577/06A patent/RU2267694C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7870878B2 (en) | 2007-11-08 | 2011-01-18 | C. En. Limited | Apparatus for storage and liberation of compressed hydrogen gas in microcylindrical arrays and system for filling the microcylindrical arrays |
| WO2014179183A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | Industrial Heat, Inc. | Devices and methods for heat generation |
| CN105492839A (en) * | 2013-05-02 | 2016-04-13 | 工业热有限公司 | Devices and methods for heat generation |
| RU2806476C1 (en) * | 2020-04-20 | 2023-11-01 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | High pressure hydrogen container |
| US12031674B2 (en) | 2020-04-20 | 2024-07-09 | Jfe Steel Corporation | High-pressure hydrogen container |
| CN112432048A (en) * | 2020-11-13 | 2021-03-02 | 深圳中科微管科技有限公司 | High-safety hydrogen storage container |
| RU2811853C1 (en) * | 2021-02-03 | 2024-01-18 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | High pressure hydrogen tank |
| RU214580U1 (en) * | 2022-04-11 | 2022-11-03 | Валерий Евгеньевич Петров | TANK FOR STORAGE OF COMPRESSED GASES |
| RU2792316C1 (en) * | 2022-08-09 | 2023-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | High pressure vessel for storage and transportation of explosive gases and liquids |
| RU2820373C1 (en) * | 2023-12-14 | 2024-06-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Method and system for filling natural gas onboard adsorption accumulators with circulation of cooled coolant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2283454C1 (en) | Hydrogen storage reservoir (versions) | |
| US20120201719A1 (en) | Tank for storing and withdrawing hydrogen and/or heat | |
| US4133426A (en) | Hydride container | |
| JPS6362254B2 (en) | ||
| CN1103151A (en) | Thermally insulating jacket under reversible vacuum | |
| US4215798A (en) | Container for cryogenic liquid | |
| US20130186904A1 (en) | Device for storage of compressed gas, method of making the same, and method of using the same | |
| RU2267694C1 (en) | Container for storage of hydrogen | |
| JP2013506798A (en) | Thermal conduction structures connected in a solid ammonia storage system | |
| CN102530860B (en) | Metal hydride hydrogen compression device with heat source and manufacture method thereof | |
| RU2327078C2 (en) | Hydrogen vessel | |
| KR20140115313A (en) | Tank for the storage of hydrogen in the form of metallic hydrides | |
| EP2047172A2 (en) | High-pressure, fluid storage tank | |
| RU2345273C1 (en) | Capacity for storage of hydrogen | |
| US6733563B2 (en) | Methods for manufacturing hydrogen storage tanks | |
| RU2283453C2 (en) | Hydrogen storage reservoir and method of accumulation of hydrogen | |
| JP4916367B2 (en) | Device for activating hydrogen storage alloy container | |
| RU2285859C1 (en) | Tank for storing and accumulating hydrogen | |
| CN114293086B (en) | Hydrogen storage high-entropy alloy and preparation method thereof | |
| JP4098043B2 (en) | Method for producing hydrogen storage alloy storage container | |
| JP5637429B2 (en) | Titanium hydrogen storage container | |
| JPH01264901A (en) | Storage vessel for hydrogen storage alloy | |
| CA2339558A1 (en) | Hydrostatic pressure retainment system | |
| CN210615460U (en) | Titanium alloy artificial aging gas protection device | |
| RU2321796C1 (en) | Tank for storing hydrogen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120204 |