一种固态储氢罐制造技术

本实用新型专利技术公开了一种固态储氢罐，包括壳体、保温层、氢气入口、氢气出口、固态储氢单元、支撑板、高压密封电源插座、高压密封温度传感器插座。支撑板设有弹性材料制作的支架(支撑块或支撑环)，能够在不同温度条件下为固态储氢单元提供足够的夹紧力并固定在壳体上，保持设备结构稳定。氢气入口和氢气出口的设置能使氢气在储氢时连续流动，及时移出反应热，通过调节氢气流量，并配合外部氢气冷却循环设备使用，可以保持反应放热和移出热量的平衡，维持运行温度的精准、稳定。固态储氢单元设置有贯穿的氢气流通通道，可以有效提高氢气扩散速率，从而提高固态储氢罐储放氢速度，提高运行效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种固态储氢罐


[0001]本技术涉及储氢
，尤其是涉及一种固态储氢罐。

技术介绍

[0002]氢能作为清洁高效的二次能源得到了人们的高度重视和广泛研究，氢能储运是氢能产业链中的限制性环节，提高氢能储运效率，降低氢能储运成本，是氢能储运技术的发展重点。目前，已实用化的储氢方式主要有三种：高压气态储氢、低温液氢储罐以及基于储氢材料的固态储氢。固态储氢技术是利用氢气与储氢材料的反应来实现氢气的储存，与其他储氢方式相比，固态储氢技术具有储氢密度高、压力低、安全性好、氢气纯度高等优点，是储氢技术发展的一个重要方向。
[0003]目前固态储氢还存在以下技术难题：
[0004](1)固态储氢材料储氢和放氢都需要在一定温度范围内进行，储氢时的运行温度低，放氢时运行温度高，由于储氢材料在储氢时反应放热量巨大，而且导热系数还普遍偏低，因此当系统储氢时，系统不能及时移出热量，储氢材料的温度将很快达到放氢温度，造成固态储氢材料储氢量降低。若要控制温度在合适的范围内，则需要降低储氢的速度，降低了储氢的效率。
[0005](2)固态储氢材料目前大都以固体粉末的形式填充在储氢罐中，而固态储氢材料的导热系数普遍偏低，造成储氢罐在储氢和放氢时储氢材料各点的温度不均匀，要把储氢材料各点的温度都控制在合适的范围内比较困难，造成储氢罐运行效率低，操作难度大。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于，针对传统固态储氢结构不能及时移出热量，温度控制困难的问题，提出一种固态储氢罐，该固态储氢罐结构稳定，且能精准的控制固态储氢单元的运行温度。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种固态储氢罐，包括氢气入口、第一封头、第一测压管、第一支撑板、第二支撑板、第二测压管、第二封头、氢气出口、固态储氢单元、电源插座、温度传感器插座、壳体和保温层。
[0008]所述壳体内设置有固态储氢单元，所述壳体两端分别设置有第一封头和第二封头，所述氢气入口和氢气出口沿水平中心线对称设置在第一封头和第二封头上，这样的结构可以实现在储氢时氢气的连续流动，并能通过外接氢气冷却循环装置，调节氢气入口的氢气温度，从而实现连续取走储氢时放出的反应热，使储氢材料运行温度保持在适宜范围内；
[0009]所述第一支撑板和第二支撑板分别设置于壳体内部空间，并距离邻近氢气入口或氢气出口一定距离；所述固态储氢单元由第一支撑板和第二支撑板夹紧固定；所述第一支撑板和第二支撑板均为透气结构；所述第一支撑板和第二支撑板通过螺栓固定在壳体内壁上；所述电源插座和温度传感器插座分别通过法兰密封固定在壳体外壁上；所述保温层包
覆在壳体、第一封头和第二封头外壁上；所述第一测压管穿设于第一封头上；所述第二测压管穿设于第二封头上。这样的结构可以使固态储氢单元固定在壳体上，同时保证氢气流动顺畅。
[0010]所述固态储氢单元由固态储氢材料和电加热膜通过粘合剂间隔逐层压接而成；所述固态储氢材料为蜂窝状结构，蜂窝状结构由固态储氢材料粉末烧结而成；所述固态储氢材料中设有多条水平贯穿的氢气流通通道；所述固态储氢材料中设置有多个温度传感器，所有温度传感器均与温度传感器插座电连；所有电加热膜均与电源插座电连，所述温度传感器插座和电源插座分别与控制系统通讯连接。
[0011]进一步地，所述第一支撑板包括外环、纵梁、横梁、支架、支撑板支座、支撑板螺栓孔；所述纵梁和横梁交叉设置，并与外环固定连接；所述支架均匀固定在纵梁靠近固态储氢单元的一侧；所述支撑板支座设置在外环边缘背离固态储氢单元的一侧；所述支撑板支座中心处设有支撑板螺栓孔。该结构在保证将储氢单元牢固固定的前提下，使支撑板具有更大的氢气流通面积，支架是设置比无支架的支撑板更有利于氢气扩散进入固态储氢单元。
[0012]进一步地，所述支架由弹性材料作而成。弹性材料能够吸收固态储氢材料升温引起的膨胀，又能保证固态储氢材料降温时支撑板也能够提供足够的夹紧力。
[0013]进一步地，所述支架材质优选为聚酰亚胺。
[0014]进一步地，所述支架为支撑块或支撑环。
[0015]进一步地，所述电源插座为高压密封多针脚插座。
[0016]进一步地，所述温度传感器插座为高压密封多针脚插座。
[0017]进一步地，所述固态储氢材料为LiMgNH、MgH2、LaNi5、LaNi
4.6
Al
0.4
、LaNi
4.5
Al
0.5
、LaNi
4.5
Mn
0.5
、CaNi5、Ti
1.2
Mn
1.8
、TiCr
1.8
、ZrMn2、ZrV、TiFe、Mg2Ni中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述固态储氢材料优选LiMgNH和/或MgH2。
[0019]进一步地，所述电加热膜为面状碳纳米管加热膜、碳纤维加热膜或石墨烯加热膜。面状电加热膜温度均匀性好，电热转换效率高，更有利于固体储氢材料的运行温度均匀稳定。
[0020]进一步地，所述电加热膜优选为碳纳米管加热膜。
[0021]进一步地，所述电加热膜厚度为0.05～5mm，优选为0.2
‑
2mm。
[0022]进一步地，所述固态储氢材料压制后厚度为0.5～5cm，优选为1
‑
3cm。
[0023]本技术固态储氢罐结构简单、合理、紧凑，与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0024]1)本技术采用的支撑板结构，既保证了在不同温度条件下都能为固态储氢单元提供足够的夹紧力并固定在壳体中，同时又不妨碍氢气流动，有利于氢气的扩散。
[0025]2)氢气入口和氢气出口分置在固态储氢罐的两侧，能够在储氢时保持氢气在固态储氢罐中连续流动，并可以灵活调节氢气流量，达到反应热和移出热量的平衡，配合外置氢气冷却循环装置，可按需要调节氢气入口温度，更精准的控制固态储氢单元的运行温度，提高了储氢速度，降低能量损耗，提高固态储氢罐综合工作效率。
[0026]3)本技术采用面状加热膜为固态储氢材料供热，加热膜电热转换效率高，面状结构加大了传热面积，加热面的温度均匀性好，提供同样热量的条件下，加热面的温度比线状加热方式所需的温度更低，有利于延长设备适用寿命，传热效果更好。
附图说明
[0027]图1为本技术固态储氢罐纵向剖视图。
[0028]图2为本技术固态储氢罐主视图。
[0029]图3为本技术固态储氢罐第一支撑板主视图。
[0030]图4为本技术固态储氢罐第一支撑板侧视剖面图。
[0031]图5为本技术固态储氢罐支撑环剖面图。
[0032]1、氢气入口；2、第一封头；3、第一测压管；4、第一法兰；5、壳体螺栓孔；6、第一支撑板；7、第二支撑板；8、第二法兰；9、第二测压管；10、第二封头；11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态储氢罐，其特征在于：包括氢气入口(1)、第一封头(2)、第一测压管(3)、第一支撑板(6)、第二支撑板(7)、第二测压管(9)、第二封头(10)、氢气出口(11)、固态储氢单元(12)、电源插座(13)、温度传感器插座(14)、壳体(15)和保温层(16)；所述壳体(15)内设置有固态储氢单元(12)，所述壳体(15)两端分别设置有第一封头(2)和第二封头(10)，所述氢气入口(1)和氢气出口(11)沿水平中心线对称设置在第一封头(2)和第二封头(10)上；所述第一支撑板(6)和第二支撑板(7)分别设置于壳体(15)内部空间，并距离邻近氢气入口(1)或氢气出口(11)一定距离；所述第一支撑板(6)和第二支撑板(7)均为透气结构；所述固态储氢单元(12)由第一支撑板(6)和第二支撑板(7)夹紧固定；所述第一支撑板(6)和第二支撑板(7)通过螺栓固定在壳体(15)内壁上；所述电源插座(13)和温度传感器插座(14)分别通过法兰密封固定在壳体(15)外壁上；所述保温层(16)包覆在壳体(15)、第一封头(2)和第二封头(10)外壁上；所述第一测压管(3)穿设于第一封头(2)上；所述第二测压管(9)穿设于第二封头(10)上；所述固态储氢单元(12)由固态储氢材料(17)和电加热膜(18)通过粘合剂间隔逐层压接而成；所述固态储氢材料(17)中设有多条水平贯穿的氢气流通通道；所述固态储氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志辉，孙兴宁，
申请(专利权)人：大连金煜新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：