[发明专利]一种金属氢化物储氢装置

说明书

技术领域

本发明属于氢能领域的储氢技术，特别涉及一种金属氢化物储氢装置。

背景技术

随着社会的发展，煤、石油、天然气等化石燃料已无法满足人类日益增长的需求，同时化石燃料的使用又造成了生态环境的恶化，如温室效应。另外，煤、石油、天然气等为不可再生资源，且在地球上的储量有限，人类不可能一直依赖于它们。因此许多国家都在研究和开发新的替代能源，如风能、太阳能、氢能、核能、生物质能、水能、海洋能等。氢的燃烧热值高，每千克氢燃烧后的能量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍；氢燃烧的产物是水，对环境零污染；氢是宇宙中分布最广泛的物质，其构成了宇宙总质量的75%，在地球的储量极其丰富，可再生和重复利用，因此氢能被认为是人类最理想的能源，得到了全世界的广泛关注。

燃料电池是氢能应用的重要方式之一，具有高效、环保、低噪等诸多优点，在交通运输、备用电源等领域具有良好的应用前景。金属氢化物储氢是一种固态储氢技术，与高压氢瓶和液氢相比，金属氢化物储氢压力低，安全，灵活，且体积小，是燃料电池的理想氢源。但是金属氢化物储氢也存在不足，例如金属氢化物放氢是个吸热过程，若换热不充分，温度迅速降低，会导致金属氢化物无法快速放氢，使得无法满足燃料电池的要求。专利CN2861702Y、CN1609499A、CN201562717U及CN2658543Y等提供的金属氢化物储氢装置，在储氢罐外部设置了方形套管换热翅片，增加了储氢罐与环境的换热面积，提高了换热效率，但是其存在的最大缺点是换热不均匀，储氢装置朝向热源的一侧可有效获取热量，但另一侧则无法获得热量，这会致使储氢罐两侧温度不均匀，同时储氢罐内的不同位置的储氢合金放氢也不均匀，从而影响储氢装置的放氢性能。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种金属氢化物储氢装置，其特征在于，该装置由阀门1、前盖2、气路管3、瓶口接头4、卡套5、密封垫圈6、过滤片7、外壳8、风扇9、纵向换热翅片管10、储氢瓶体11、储氢材料床体12、多孔导气管13组成；

瓶口接头4的一端通过密封垫圈6与储氢瓶体11连接密封，另一端由卡套5与气路管3连接；气路管3通过过滤片7和多孔导气管13连接，另一端和阀门1连接；外壳8上靠近阀门1一端安装前盖2，背离阀门1一端安装两个风扇9；纵向换热翅片管10和储氢瓶体11置于外壳8中；储氢瓶体11内有储氢材料床体12和多孔导气管13，储氢瓶体11放置于纵向换热翅片管10内；不锈钢多孔导气管13置于储氢材料床体12中心位置。

所述前盖2上面置有条形散热孔。

所述纵向换热翅片管10由基管和翅片组成，材质为铝或铝合金，其基管内径与储氢瓶体11外径相同，翅片的方向与储氢瓶体11纵向一致，翅片数量为4片～60片，厚度为0.1mm～3mm。

所述储氢瓶体11为铝合金无缝瓶，瓶体外径25mm～250mm，容积0.1L～15L，工作压力达20MPa；储氢瓶体11的数量根据实际使用需求任意选择。

所述储氢瓶体11和纵向换热翅片管10的接触面上涂覆一层薄导热硅脂，减少两者间的接触热阻。

所述储氢材料床体12为储氢材料与导热纤维的均匀混合物。

所述储氢材料为稀土系AB₅型、钛系AB₂型和AB型、钛钒固溶体型储氢材料中的一种或几种。

所述导热纤维的材质为铝、铜和碳中的一种或几种。

所述储氢材料与导热纤维的质量比在98:2～90:10之间。

所述过滤片7和多孔导气管13为铜粉或不锈钢粉的烧结体，过滤精度为0.5微米～5微米。

发明的有益效果：1）本发明提供的储氢装置结构简单，制造加工容易；2）设置的纵向换热翅片管可以增加换热面积，提高储氢容器的换热效率，由于翅片的方向与储氢装置内的储氢瓶体纵向一致，可保证储氢容器均匀换热，确保储氢容器内部的储氢材料床体放氢的均匀性，放氢性能大幅提高；3）装置自带有换热风扇，当与空冷型燃料电池联用时，可充分利用燃料电池运行时所产生的废热。

附图说明

图1是本发明提供的金属氢化物储氢装置的结构示意图（剖视）；

图2是本发明提供的金属氢化物储氢装置的外形示意图；

图3是纵向换热翅片的结构示意图；

图4是本发明实施例的金属氢化物储氢装置的放氢曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明不局限于下面实施例。