本发明专利技术涉及一种具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置。本发明专利技术属于氢能综合利用技术领域范畴。具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特征是：金属氢化物储氢装置包括罐体、制冷机构和加热机构；罐体设有制冷机构和加热机构；罐体内有氢气进出通道、氢气过滤器、导热片、导热纤维和储氢合金；制冷机构有制冷热管和散热翅片，制冷热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与散热翅片相连接；加热机构有加热热管和吸热翅片，加热热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与吸热翅片相连接。本发明专利技术具有装置简单、易于实现、所占空间小、经济耐用、适用性强，适用范围广等优点，具有自动充氢和放氢功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氢能综合利用
，特别是涉及一种具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置。
技术介绍
储氢合金具有很强的捕捉氢的能力。在一定的温度和压力条件下，储氢合金能够大量吸收氢气，生成金属氢化物，同时释放热量。将金属氢化物加热分解，贮存在其中的氢气会释放出来。整个过程可逆性极好，循环性极强。储氢合金是一种极其简便易行的理想储氢方法。 金属氢化物储氢装置就是利用储氢合金在一定的温度和压力条件下可逆的吸收/释放氢气这一特性制成的、专门贮存氢气的装置，目前已在燃料电池、氢能汽车等诸多领域普遍应用。整套储氢装置通常由储氢合金、承载容器、传热机构和附属设备等几部分组成。储氢过程中，储氢合金吸收氢气，生成金属氢化物，同时释放热量，热量由传热机构自承载容器内传递到储氢装置外，储氢过程持续进行；放氢过程中，金属氢化物分解释放氢气，生成储氢合金，同时吸收热量，热量由传热机构自储氢装置外传递到承载容器内，放氢过程持续进行。虽然不同类型的储氢合金吸收/释放单位物质的量氢气释放/吸收的热量各不相同，但储氢装置储存/释放氢气过程必然伴随着热量的传递与交换，热量传递速率低或热交换强度低，将改变储存/释放氢气化学反应平衡，导致储氢装置储存/释放氢气量降低。实际应用中，金属合金储氢装置多配有单独的换热设备，充氢过程中吸收储氢合金释放的热量，放氢过程中提供热量给金属氢化物，确保储氢装置高效运转并具有很好的储存/释放氢气性能。如果没有高效的换热设备辅助，充氢过程中不能及时吸收储氢合金释放的热量，放氢过程中不能及时提供热量给金属氢化物，金属合金储氢罐储存/释放氢气性能将显著降低。这一问题不仅极大的限制了金属合金储氢罐的应用场合，而且消耗一定量的能源，成为这类储氢装置实际应用的亟待解决的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置。本专利技术的目的是提供一种结构简单、易于实现、所占空间小、经济耐用、适用范围广等特点的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置。本专利技术提供的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置能够在无需外界提供额外能量的前提下自动的充放氢气。充氢过程中该装置通过制冷机构将储氢合金吸收氢气释放的热量自动释放到环境中，无需外界提供额外能量；放氢过程中该装置通过加热机构自动从环境中吸取热量提供给金属氢化物释放氢气，无需外界提供额外能量。具体来说对于充氢过程，储氢合金吸收氢气的同时释放热量，自身温度也随之上升，使得制冷热管低端的部分工作介质由液态蒸发为气态，吸收大量热量，气态的工作介质沿着向上倾斜的热管壁上升至制冷热管的高端，在高端通过与之相连的散热翅片将工作介质带来的热量释放到环境中，工作介质也由气态冷凝为液态并在重力作用下返回低端，这样循环往复，储氢合金释放的热量被冷却热管由罐体内部传递至热管高端的散热翅片并释放到环境中，充氢过程得以持续进行。而此时，由于罐体内部 温度较高，加热热管内的工作介质处于气态，储氢合金温度上升对其影响较小，基本不工作，不会影响充氢过程。对于放氢过程，金属氢化物释放氢气的同时吸收热量，其自身温度也随之下降，使得加热热管高端的部分工作介质由气态冷凝为液态，放出大量热量满足放氢要求的同时在重力的作用下，沿着向下倾斜的热管壁流到加热热管的低端，在低端通过与之相连的吸热翅片从环境中吸收热量，工作介质也由液态蒸发为气态并重新均匀分布于加热热管内，这样往复循环，金属氢化物吸收的热量由加热热管从环境中吸取，并经由加热热管高端不断补充，放氢过程得以持续进行。而此时，由于罐体内部温度较低，冷却热管内的工作介质处于液态，金属氢化物温度下降对其影响较小，基本不工作，不会影响放氢过程。可见，对于充氢过程，冷却热管自动的将储氢合金产生的热量向环境释放；对于放氢过程，加热热管自动的从环境中吸取热量提供给金属氢化物。这两个过程都是自动进行的，不需借助外加能源。本专利技术提供的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置在环境温度0°C 60°C范围内具有自动充放氢气功能。在此温度范围内，制冷热管内的工作介质以液态为主，聚集在热管的低端，充氢过程中温度上升时其正常工作，而放氢过程中温度下降对其影响很小，基本不工作；加热热管内的工作介质以气态为主，均匀分布在热管内，放氢过程中温度下降时其正常工作，而充氢过程中温度上升对其影响很小，基本不工作。这样充氢和放氢过程中制冷热管(制冷机构)和加热热管(加热机构)分别独立工作，互不干扰。环境温度在0°C以下时，制冷热管与加热热管内的工作介质均为(或绝大部分为)液态，制冷热管(制冷机构)和加热热管(加热机构)无法正常工作。环境温度在60°C以上时，制冷热管与加热热管内的工作介质均为(或绝大部分为)液态，制冷热管(制冷机构)和加热热管(加热机构)无法正常工作。本专利技术提供的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其制冷机构和加热机构同时成对出现，交替分布于储氢装置周边，分别与储氢装置罐体相连接，而制冷机构与加热机构之间无联系。对于充氢过程，制冷机构发挥功效，将储氢合金产生的热量自动释放的环境中；对于放氢过程，加热机构发挥功效，自动吸收环境中热量提供给金属氢化物。制冷机构与加热机构之间各司其职，互不干扰，缺一不可。本专利技术具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置所采取的技术方案是具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是金属氢化物储氢装置包括罐体、制冷机构和加热机构；罐体设有制冷机构和加热机构；罐体内有氢气进出通道、氢气过滤器、导热片、导热纤维和储氢合金；制冷机构有制冷热管和散热翅片，制冷热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与散热翅片相连接；加热机构有加热热管和吸热翅片，加热热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与吸热翅片相连接。本专利技术具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置还可以采用如下技术方案所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是制冷热管低端位于金属氢化物储氢罐内，制冷热管高端位于金属氢化物储氢罐外侧，制冷热管高端装有一组或数组散热翅片，散热翅片呈环形或螺旋形分布于制冷热管外侧360°范围内。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是制冷热管充装常温常压下为液态的工作介质。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是制冷热管充装的工作介质为水、甲醇或乙烷。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是制冷热管和翅片有2 8组，制冷热管向上倾斜30° 60°。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是加热热管高端位于金属氢化物储氢罐内，加热热管低端位于金属氢化物储氢罐外侧，加热热管低端装有一组或数组吸热翅片，吸热翅片环形或螺旋形分布于加热热管外侧360°范围内。 所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是加热热管充装常温常压下为气态的工作介质。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是加热热管充装的工作介质为氟利昂或氨。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是加热热管和吸热翅片有2 8组，加热热管向下倾斜30° 60°。所述的具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特点是制冷热管和加热热管本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有自动充放氢气功能的金属氢化物储氢装置，其特征是：金属氢化物储氢装置包括罐体、制冷机构和加热机构；罐体设有制冷机构和加热机构；罐体内有氢气进出通道、氢气过滤器、导热片、导热纤维和储氢合会；制冷机构有制冷热管和散热翅片，制冷热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与散热翅片相连接；加热机构有加热热管和吸热翅片，加热热管一端在罐体内与储氢合金接触，另一端在罐体外，与吸热翅片相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄岳祥，王晋刚，孙建双，杨宗扬，龙洪，
申请(专利权)人：天津海蓝德能源技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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