[发明专利]一种利用固态金属储氢和供氢的加氢系统

说明书

本发明涉及一种利用固态金属储氢和供氢的加氢系统，属于加氢站储氢和供氢技术领域，包括制氢单元、多个金属固态储氢装置和加氢装置；其中，所述制氢单元与多个金属固态储氢装置依次连接，再由最后一个金属固态储氢装置连接至加氢装置，相邻两个金属固态储氢装置之间设有热管理系统；所述热管理系统用于储存金属固态储氢装置释放氢气时放出的热量，并在相邻金属固态储氢装置存储氢气时提供热量。本发明利用固态储氢材料的吸热和放热特性进行系统的冷热量管理，充分利用同一加氢管线上相邻金属固态储氢装置释放的热量，达到节能降耗的目的。同时，通过控制温度逐级提高氢气释放压力，从而实现氢气的非机械式加压。

技术领域

本发明涉及一种利用固态金属储氢和供氢的加氢系统，属于加氢站储氢和供氢技术领域。

背景技术

氢能作为一种能量密度高并且无污染的理想清洁能源，已经成为应对气候变化、建设脱碳社会的重要能源。氢能产业链主要包括氢的制、储、运、加、用多个环节。作为给氢燃料电池汽车提供氢气的基础设施，加氢站在我国也得到了广泛的关注和快速的发展。目前，国内的典型加氢站主要由供氢系统、压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统组成，其形式主要为由站外供氢加氢站，通过长管拖车将氢气运输到加氢站，经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中，再通过氢气加注机为燃料电池汽车加注氢气。这些加氢站存在氢气成本高、设备投资成本和维护成本高、高压气态储氢安全风险高等问题。随着加氢站的不断发展，急需高安全低成本的加氢站技术。

发明内容

为解决现有加氢站存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用固态金属储氢和供氢的加氢系统，可实现利用谷电现场制氢，降低氢的制取和运输成本；利用固态金属储氢，提高储氢密度和储氢的安全性；通过热管理系统热量循环控制实现氢气逐级升压，无需机械压缩设备就能实现70MPa氢气加注。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用固态金属储氢和供氢的加氢系统，包括制氢单元、多个金属固态储氢装置和加氢装置；其中，

所述制氢单元与多个金属固态储氢装置依次连接，再由最后一个金属固态储氢装置连接至加氢装置，相邻两个金属固态储氢装置之间设有热管理系统；

所述热管理系统用于储存金属固态储氢装置释放氢气时放出的热量，并在相邻金属固态储氢装置存储氢气时提供热量。

进一步的，所述多个金属固态储氢装置为偶数个。

进一步的，包括四个金属固态储氢装置和两个热管理系统，分别为：第一金属固态储氢装置、第二金属固态储氢装置、第三金属固态储氢装置、第四金属固态储氢装置和第一热管理系统和第二热管理系统；其中，所述第一热管理系统连接在第一金属固态储氢装置和第二金属固态储氢装置之间，所述第二热管理系统连接在第三金属固态储氢装置和第四金属固态储氢装置之间。

进一步的，所述多个金属固态储氢装置采用不同的固态储氢材料。

进一步的，

所述第一金属固态储氢装置中氢气释放温度为30-40℃，释放压力为4-6MPa；

所述第二金属固态储氢装置中氢气释放温度为50-60℃，释放压力为10-15MPa；

所述第三金属固态储氢装置中氢气释放温度为70-80℃，释放压力为30-40MPa；

所述第四金属固态储氢装置中氢气释放温度为80-90℃，释放压力为80-90MPa。

进一步的，所述第一金属固态储氢装置的固态储氢材料采用MmNi₅基合金或MlNi₅基合金；

所述第二金属固态储氢装置的固态储氢材料采用MmNi_4.15Fe_0.85合金；