一种高安全型储氢容器制造技术

本发明专利技术公开了一种高安全型储氢容器，包括密封的壳体、处理管、加热器和置于该壳体中的填充物

【技术实现步骤摘要】
一种高安全型储氢容器


[0001]本专利技术涉及氢的积累和储存
，尤其涉及一种高安全型储氢容器。

技术介绍

[0002]基于固体材料中氢的结合(例如，金属氢化物或分散的纳米材料表面上的吸附)基于氢的收集和存储的已知设备，这些用于收集的设备氢气的储存和储存是现有产品中最防爆的，因为氢没有过大的压力，但是这种系统是惯性的，需要一定的时间(几分钟左右)才能开始工作，发生吸收和释放氢时会产生明显的热效应，此外，氢的质量含量是电池中所含氢的重量与电池本身重量之比非常低，质量含量既取决于存储材料中的氢的量，又取决于存储材料的比重。
[0003]已知的储氢量是具有内部容器的密封外壳，用于存储液化氢，而气体填充系统旨在减少氢的损失，从而减少了填充储罐的时间。该储罐用于氢动力汽车，由坚固的复合材料相对较轻的材料制成。最后的修改是一个容积为90升，重量为40公斤，氢气压力为400个大气压的设备。估计表明，在这种情况下，容器中可以存储3.2kg氢气，因此氢气的质量含量为3.2/40
×
100％＝8％，容器的缺点是有爆炸危险，单位体积的氢含量低，每1升可容纳400升氢，气体从容器中流失，已知保存氢气在空心的微球里，是由玻璃制成的直径5-20微米，壁厚0.5-5微米。在压力下200-400℃的温度下，氢主动扩散通过壁，充满微球，冷却后在压力下保留在其中。因此，在500个大气压的氢气压力下并且将微球加热至所示温度，获得的微球中氢的质量含量为5.5-6.0％。在较低的压力下，微球中氢的质量含量将降低。当加热到200℃时，微球中约55％的氢被释放，而加热到250℃时约75％。当氢气存储在玻璃微球中时，通过壁的扩散而造成的损失约为每天0.5％。在用金属膜涂覆微球的情况下，室温下氢的扩散损失降低了10到100倍。一个显着的缺点是带有微球的电池在相对较低的氢气压力下充电，因为玻璃的拉伸强度很低，范围高达20kg/mm2，这使得不可能在微球中提供明显超过6重量％的氢质量含量。
[0004]现有容器中氢的充放，具有明显的热效应，氢的质量含量与容器中所含氢的重量与容器本身的重量之比非常低。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中氢的充放，具有明显的热效应，氢的质量含量与容器中所含氢的重量与容器本身的重量之比非常低的问题，而提出的一种高安全型储氢容器。
[0007]2.技术方案
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种高安全型储氢容器，包括密封的壳体、处理管、加热器和置于该壳体中的填充物-蓄积器，所述该容器被质子传导材料制成的隔板分成充有水的阳极腔，阳极腔中装有多
孔阳极，阴极腔室具有连续的阴极和位于其中的加热器，并填充有储氢填料，该储氢填料由抗张强度大于30kg/mm2并具有微孔结构的材料制成。
[0010]优选地，所述填充物-蓄积器由中空微球制成。
[0011]优选地，所述填充-蓄积器由芳族聚酰胺基的聚合物制成。
[0012]优选地，所述填充物-蓄积器由泡沫金属制成，例如镍泡沫、钛泡沫。
[0013]优选地，所述隔板以质子传导膜的形式制成。
[0014]优选地，所述填充物-蓄积器由具有质子传导特性的材料制成。
[0015]3.有益效果
[0016]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0017]本专利技术不仅安全，而且在保持较小尺寸的同时具有很高的氢饱和度。它们不仅可以通过加油站或特殊的电池供应点来供应，这些容器还可以由消费者自己充电，因为这样做足以将清洁的水倒入带有阳极的腔并将容器连接到电网上，并且使氢气的质量含量增加了6％以上。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提出的一种高安全型储氢容器的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术提出的一种高安全型储氢容器中微球的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术提出的一种高安全型储氢容器中由聚合物材料制成的微孔的结构示意图。
[0021]图中：1壳体、2阳极、3处理管、4阳极腔、5隔板、6填充物-蓄积器、7阴极、8支管、9加热器、10微球、11纤维、12孔。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]实施例1：
[0024]参照图1，一种高安全型储氢容器，包括密封的壳体1、处理管3、加热器9和置于该壳体中的填充物-蓄积器6，填充物-蓄积器6由中空微球10制成，该容器被质子传导材料制成的隔板5分成充有水的阳极腔4，隔板5以质子传导膜的形式制成，阳极腔中装有多孔阳极2，阴极腔室具有连续的阴极7和位于其中的加热器9，并填充有储氢填料，该储氢填料由抗张强度大于30kg/mm2并具有微孔结构的材料制成。
[0025]本专利技术中，微孔结构中的氢含量主要取决于该结构材料的强度特性。抗张强度σvr大于30kg/mm2的高强度材料适用于氢气存储和储罐的微孔结构。强度特性决定了在固定孔径下可产生的最大氢气压力，因为相同的氢气压力会在大孔中产生较大的应力，因此会在小孔中产生较小的应力。通过增加孔体积(并因此增加其尺寸)，我们在微孔结构的每单位体积中获得了更高的氢含量，但孔尺寸的增加受到这些孔中氢压力所产生的极限应力值的限制；
[0026]本专利技术中，结果，对于每种材料，极限最大孔径由微孔结构材料的强度特性确定。另外，在各种条件下，例如，当温度变化，当暴露于超声时，高频电流，当施加DC或AC电压等
时，微孔结构的材料在氢渗透率方面应具有显着不同的特性。冲击的性质及其强度取决于对微孔结构吸收氢的速率和/或氢从其中释放的速率的要求。
[0027]本专利技术中，最简单且最实际创建的微孔结构是由空心微球(主要是金属或其合金)创建的结构，以及由镍泡沫，钛泡沫，其他金属泡沫和聚合材料制成的微孔结构。
[0028]本专利技术中，中空微球如钢的微孔结构被形成为单个刚性结构。这可以通过扩散结合来完成。在这种情况下，微球内部以及它们之间的所有自由空间都将充满氢。
[0029]本专利技术中，具有高强度特性和低比重的材料是产生多孔微结构的主要兴趣，主要是复合碳和聚合物材料。因此，基于聚对亚苯基对苯二甲酰胺和其他类似芳族聚合物(芳族聚酰胺)制得的聚合物的比重比钢小5.5倍，强度特性高2.5-3.5倍。对于高强度钢，极限强度为σvr＝160-220kg/mm2，对于芳族聚酰胺，抗拉强度最高为550kg/mm2(表1)。
[0030][0031][0032]本专利技术中，该设备的工作方式如下：容器的密封体1被隔板5分成两个空腔。阳极腔通过支管3充满水。水进入多孔阳极2。在多孔阳极的边界处，该多孔阳极由例如多孔钛和质子传导膜5制成，质子传导膜可由陶瓷，聚合物或其他材料制成，发生水氧化反应：2Н2O+2е-＝О2+4H+；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高安全型储氢容器，包括密封的壳体(1)、处理管(3)、加热器(9)和置于该壳体中的填充物-蓄积器(6)，其特征在于：所述该容器被质子传导材料制成的隔板(5)分成充有水的阳极腔(4)，阳极腔中装有多孔阳极(2)，阴极腔室具有连续的阴极(7)和位于其中的加热器(9)，并填充有储氢填料，该储氢填料由抗张强度大于30kg/mm2并具有微孔结构的材料制成。2.根据权利要求1所述的一种高安全型储氢容器，其特征在于，所述填充物-蓄积器(6)由中空微球(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：恰巴克，
申请(专利权)人：深圳中科微管科技有限公司，
类型：发明
国别省市：