[发明专利]一种仿动物体肺结构的车载储氢罐及其储氢方法

权利要求书

1.一种仿动物体肺结构的车载储氢罐，其特征在于，所述车载储氢罐包括：外壳、加注口、管道、固体储氢材料和阀门；其中，所述外壳为内部中空的壳体，内部形成封闭的空间；在外壳的一端设置加注口，连通外壳的内部与外部；在外壳内设置管道，并且管道的一端平滑固接在加注口上；所述管道包括主气道、N级支气道和通气孔，主气道的内径与加注口的内径相等，主气道的一端平滑固接在加注口上，主气道的另一端连接多个第一级支气道，全部或部分第一级支气道的末端连接一个或多个第二级支气道，全部或部分第二级支气道的末端连接一个或多个第三级支气道，以此类推，直至全部或部分第N-1级支气道的末端连接多个第N级支气道，从而使各级支气道均匀分布在外壳内部的空间；主气道和各级支气道均为中空的圆筒；在主气道和各级支气道的管壁上设置有通气孔；在主气道和各级支气道内填充有固体储氢材料；在加注口的顶端设置阀门；当氢气充气时，部分氢气首先被主气道中的固体储氢材料吸收，部分氢气通过主气道依次流向各级支气道，进一步被各级支气道内的固体储氢材料吸收，饱和后溢出部分氢气通过管道的通气孔进入外壳内部空余部分；当氢气放气时，氢气均匀地从各级支气道中的固体储氢材料中释放到各级支气道中，汇总到主气道中，通过加注口释放，各级支气道内的氢气从固体储氢材料放出后，压力减小，外壳内部空余部分的氢气通过各级支气道的通气孔进入各级支气道内，并反向依次流过各级支气道至主气道，并从加注口释放，N为≥2的自然数。

2.如权利要求1所述的车载储氢罐，其特征在于，所述外壳包括依次紧密套装的隔离层、抗压层和密封内衬；其中，最外层为保护层；中间为抗压层；最内层为密封内衬。

3.如权利要求2所述的车载储氢罐，其特征在于，所述保护层采用硬度高且强度大的材料；所述抗压层采用抗压材料；所述密封内衬采用有密封性能的材料。

4.如权利要求3所述的车载储氢罐，其特征在于，所述保护层采用浸树脂的高强度纤维塑料；

所述抗压层采用碳纤维树脂增强材料、碳纤维陶瓷增强材料和硼纤维增强材料中的一种；

所述密封内衬采用无接缝超薄铝内胆或塑料。

5.如权利要求1所述的车载储氢罐，其特征在于，所述管道采用稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体和锆系的储氢合金中的一种。

6.如权利要求1所述的车载储氢罐，其特征在于，所述管道的内径为30～50mm。

7.如权利要求1所述的车载储氢罐，其特征在于，所述通气孔的直径为0.2～1mm。

8.如权利要求1所述的车载储氢罐，其特征在于，所述固体储氢材料采用高比表面积活性炭、石墨纳米纤维和碳纳米管中的一种。

9.一种如权利要求1所述的仿动物体肺结构的车载储氢罐的储氢方法，其特征在于，所述包括以下步骤：

一、充气过程：

1)将仿动物体肺结构的车载储氢罐的加注口通过阀门连接至氢气加注器上；

2)通过加注口将氢气注入至管道内；

3)部分氢气首先被主气道中的固体储氢材料吸收，部分氢气通过主气道依次流向各级支气道，进一步被各级支气道内的固体储氢材料吸收；

4)管道内的氢气饱和后溢出，部分氢气通过管道的通气孔进入外壳内部空余部分；

5)加注口通过阀门安装到车上的固定位置；

二、放气过程：

1)加注口通过阀门连接至外部装置；

2)通过阀门控制氢气的流速，使管道内的氢气通过加注口流出；

3)氢气均匀地从各级支气道中的固体储氢材料中释放到各级支气道中，汇总到主气道中，通过加注口释放；

4)管道内的氢气从固体储氢材料放出后，压力减小，外壳内部空余部分的氢气通过各级支气道的通气孔进入各级支气道内，并反向依次流过各级支气道至主气道，并从加注口释放。