材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请提供了材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法、装置及设备，包括：提供各种质量的样品；至少测量各样品在充氢过程中的压降以及充氢结束后的实际氢含量；根据测定的各样品的质量、压降以及实际氢含量的特征集合构建样品数据库；在所述样品数据库中，建立实际氢含量与其它特征之间的关系式；获取待充氢材料的质量与目标氢含量并利用所述关系式计算出所述待充氢材料的目标压降，其中所述目标氢含量作为实际氢含量代入所述关系式；以及根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢量。进而有效消除实际氢含量与预期值之间的偏差，确保充氢材料达到预定的氢含量，提高充氢过程的准确性，进一步优化储氢材料的性能和储氢效率。性能和储氢效率。性能和储氢效率。

【技术实现步骤摘要】
材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及吸氢材料的吸氢控制领域，尤其涉及材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]吸氢是指贮氢材料与气体氢发生反应，通过相变形成金属氢化物的过程。大量的氢通过这一反应以固态的金属氢化物形式贮存于贮氢材料。目前已经开发出多种材料用于吸氢，包括金属氢化物、多孔材料和碳基材料等，这些材料具有高吸附容量、良好的氢气储存性能和可逆的吸放氢循环等优点。
[0003]充氢是实现材料吸氢的关键步骤，通过充氢将氢气注入材料中，使其进行吸氢储存。在充氢过程中，精确控制充氢量对于确保贮氢材料达到预定的氢含量至关重要。然而，现有的充氢方法缺乏准确的充氢量约束机制，无法准确控制充氢量以满足材料预期含氢量的要求，这导致充氢后材料的实际氢含量与预期值存在差异，从而影响对材料吸氢性能和储氢能力的评估。
[0004]为了更好地控制充氢过程，准确评估材料的吸氢性能和储氢能力，需要开发一种能够解决充氢后材料的实际氢含量与预期值存在差异的准确充氢量约束方法。

技术实现思路

[0005]为了准确控制充氢量以满足材料预期含氢量的要求，本申请的其中一方面提供了材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，包括：提供各种质量的样品；至少测量各样品在充氢过程中的压降以及充氢结束后的实际氢含量；根据测定的各样品的质量、压降以及实际氢含量的特征集合构建样品数据库；在样品数据库中，实际氢含量与其它特征之间的关系式为：C
H
=（Kr/>m
*Δ
P
）/M
S
，其中，Δ
P
表示压降、C
H
表示实际氢含量、M
S
表示质量、K
m
表示比例因子；获取待充氢材料的质量与目标氢含量并利用所述关系式计算出所述待充氢材料的目标压降，其中所述目标氢含量作为实际氢含量代入所述关系式；以及根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢量。
[0006]在一个示例性实施例中，所述方法还包括：获取所述样品数据库中各样品对应的目标氢含量；在所述样品数据库中，目标氢含量与其它特征之间的关系式为：C
T
=（K*Δ
P
）/M
S
，其中C
T
为目标氢含量，K为修正前的比例因子；以及根据各样品的实际氢含量与目标氢含量的偏差对K值进行修正，得到修正后的比例因子K
m
。
[0007]在一个示例性实施例中，根据各样品的实际氢含量与目标氢含量的偏差对K值进行修正，包括：计算各样品的实际氢含量与目标氢含量的平均偏差Δ
C
，Δ
C
= C
Hi
‑ꢀ
C
Ti
，其中C
Hi
表示实际氢含量平均值，C
Ti
表示目标氢含量平均值；根据平均偏差Δ
C
的正负情况，增加或减小比例因子K，以使实际氢含量平均值接近或等于目标氢含量平均值，修正后的比例因子K
m
= K + Δ
K
，其中Δ
K
为根据平均偏差Δ
C
确定的调整值。
[0008]在一个示例性实施例中，所述实际氢含量的测量方式包括：采用化学溶解法对样
品进行溶解以促使氢气释放，通过氢气测量装置测定释放氢气的含量，作为样品的实际氢含量。
[0009]在一个示例性实施例中，所述压降为至少两个腔室连通形成的空间在充氢初始与充氢结束分别对应压强的差值，表示为：Δ
P=
P
I
‑ꢀ
P
E
，其中，P
I
表示初始压强，P
E
表示最终压强。
[0010]在一个示例性实施例中，所述至少两个腔室为计量室与真空室，充氢过程中氢气沿计量室进入真空室，再沿真空室进入待充氢材料。
[0011]在一个示例性实施例中，根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢量，包括：监测充氢过程中所述空间的当前压降，在测定当前压降达到所述目标压降时，停止充氢。
[0012]在一个示例性实施例中，所述样品数据库还具备以下特征：吸氢质量，所述吸氢质量与样品的质量以及实际氢含量之间具有关系：BxC=M
S
*C
H
，其中BxC表示吸氢质量；所述方法还包括：建立拟合方程以描述吸氢质量与压降之间的关系，在所述拟合方程中，压降为横坐标，吸氢质量为纵坐标。
[0013]为了准确控制充氢量以满足材料预期含氢量的要求，本申请的其中一方面提供了材料氢含量测定条件下的充氢量约束装置，包括处理器以及通信地联接至所述处理器的存储器，所述存储器储存指令，所述指令在由所述处理器执行时，执行包括以下项的操作：至少获取测量的各种质量的样品在充氢过程中的压降以及充氢结束后的实际氢含量；根据测定的各样品的质量、压降以及实际氢含量的特征集合构建样品数据库；在所述样品数据库中，实际氢含量与其它特征之间的关系式为：C
H
=（K
m
*Δ
P
）/M
S
，其中，Δ
P
表示压降、C
H
表示实际氢含量、M
S
表示质量、K
m
表示比例因子；获取待充氢材料的质量与目标氢含量并利用所述关系式计算出所述待充氢材料的目标压降，其中所述目标氢含量作为实际氢含量代入所述关系式；以及根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢量。
[0014]为了准确控制充氢量以满足材料预期含氢量的要求，本申请的其中一方面提供了材料氢含量测定条件下的充氢量约束设备，包括充氢装置以及前述的充氢量约束装置；其中，所述充氢量约束装置用于对所述充氢装置进行控制。
[0015]基于上述内容，本申请通过测定的各样品的质量、压降以及实际氢含量的特征集合构建样品数据库并建立实际氢含量与其它特征之间的关系式；在对待充氢材料进行充氢时，根据该关系式计算目标压降，从而基于该目标压降精确约束待充氢材料在充氢过程中的充氢量，有效消除实际氢含量与预期值之间的偏差，确保充氢材料达到预定的氢含量，提高充氢过程的准确性，进一步优化储氢材料的性能和储氢效率。
附图说明
[0016]了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1示出的是本申请的一个或多个实施例提供的充氢量约束方法的流程示意图；
[0018]图2示出的是本申请的一个或多个实施例提供的材料充氢过程中氢气流动路径示
意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，包括：提供各种质量的样品；至少测量各样品在充氢过程中的压降以及充氢结束后的实际氢含量；根据测定的各样品的质量、压降以及实际氢含量的特征集合构建样品数据库；在所述样品数据库中，实际氢含量与其它特征之间的关系式为：C
H
=（K
m
*Δ
P
）/M
S
，其中，Δ
P
表示压降、C
H
表示实际氢含量、M
S
表示质量、K
m
表示比例因子；获取待充氢材料的质量与目标氢含量并利用所述关系式计算出所述待充氢材料的目标压降，其中所述目标氢含量作为实际氢含量代入所述关系式；以及根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢量。2. 根据权利要求1所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述样品数据库中各样品对应的目标氢含量；在所述样品数据库中，目标氢含量与其它特征之间的关系式为：C
T
=（K*Δ
P
）/M
S
，其中C
T
为目标氢含量，K为修正前的比例因子；以及根据各样品的实际氢含量与目标氢含量的偏差对K值进行修正，得到修正后的比例因子K
m
。3.根据权利要求2所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，根据各样品的实际氢含量与目标氢含量的偏差对K值进行修正，包括：计算各样品的实际氢含量与目标氢含量的平均偏差Δ
C
，Δ
C = C
Hi
ꢀ‑ꢀ
C
Ti
，其中C
Hi
表示实际氢含量平均值，C
Ti
表示目标氢含量平均值；根据平均偏差Δ
C
的正负情况，增加或减小比例因子K，以使实际氢含量平均值接近或等于目标氢含量平均值，修正后的比例因子K
m = K + Δ
K
，其中Δ
K
为根据平均偏差Δ
C
确定的调整值。4.根据权利要求1所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，所述实际氢含量的测量方式包括：采用化学溶解法对样品进行溶解以促使氢气释放，通过氢气测量装置测定释放氢气的含量，作为样品的实际氢含量。5.根据权利要求1所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，所述压降为至少两个腔室连通形成的空间在充氢初始与充氢结束分别对应压强的差值，表示为：Δ
P= P
I
‑ꢀ
P
E
，其中，P
I
表示初始压强，P
E
表示最终压强。6.根据权利要求5所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，所述至少两个腔室为计量室与真空室，充氢过程中氢气沿计量室进入真空室，再沿真空室进入待充氢材料。7.根据权利要求5或6所述的材料氢含量测定条件下的充氢量约束方法，其特征在于，根据所述目标压降对应约束所述待充氢材料在充氢过程中的充氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：公维佳，张敬翊，梁雨菲，薛飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：