一种合金储氢装置及充放氢方法与流程

本发明涉及合金储氢，尤其涉及一种合金储氢装置及充放氢方法。

背景技术：

1、随着氢能技术的不断发展，相关合金储氢技术的发展也应运而生。

2、例如申请号为：cn202211553545.6的中国发明专利，名称为：一种金属氢化物储氢罐。所述储氢罐的储氢床体由储氢合金粉末和添加剂组成，所述储氢合金粉末的质量百分比为80％～98％，添加剂的质量百分比为2％～20％；所述添加剂包括环氧树脂和固化剂。通过混料机混合均匀后，可直接注入储氢罐体内，装上导气管，待添加剂固化后，装上过滤器和阀门即装填完成。该装置能够提高固态储氢合金的装罐效率，并且填充均匀，避免了储氢合金粉末在装罐过程中的扬尘现象，提高了安全性，添加剂能有效改善储氢床体的粉化，避免粉末堆积造成的应力集中，可提高金属氢化物储氢罐的使用寿命和使用安全性。但通过储氢合金材质改性来解决合金粉化和膨胀的问题，易造成储氢密度降低。

3、因此，亟需一种合金储氢装置及充放氢方法，用于解决现有技术中因采用储氢合金材质改性来解决合金粉化和膨胀的问题，从而造成储氢密度降低的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种合金储氢装置及充放氢方法，解决现有技术中因采用储氢合金材质改性来解决合金粉化和膨胀的问题，从而造成储氢密度降低的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种储氢合金装置，包括：

3、壳体，所述壳体的内部中空，并开设有与其内部相连通的充放气口；以及

4、至少一个储氢单元，所述储氢单元包括至少一个换热件、导流件以及储氢合金，所述换热件内置于所述壳体，且所述换热件的体积大小可变，所述导流件部分内置于所述壳体，并连接于所述壳体，且所述导流件与所述换热件相连通，并能够与所述换热件进行换热介质的循环交换，所述储氢合金均匀填充于所述壳体的内壁与所述换热件之间，用于储存或释放氢气。

5、进一步的，所述导流件包括第一导流管和第二导流管，所述第一导流管和第二导流管相互平行且间隔设置，所述第一导流管经所述充放气口与所述换热件相连接，用于通入换热介质，所述第二导流管经所述充放气口与所述换热件相连接，用于排出换热介质。

6、进一步的，所述换热件包括第一换热翅片，所述第一换热翅片呈涡状，并内置于所述壳体，且所述第一换热翅片的内部沿其延伸方向开设有换热通道，所述换热通道与所述第一导流管和第二导流管均相连通。

7、进一步的，所述换热件还包括第二换热翅片，所述第二换热翅片呈涡状，所述第二换热翅片与所述第一换热翅片的延伸方向相同设置，并嵌套于所述第一换热翅片内，且所述第二换热翅片的内部与所述第一换热翅片的内部相连通，所述第一换热翅片与所述第一导流管相连通，所述第二换热翅片与所述第二导流管相连通。

8、进一步的，所述第一换热翅片和第二换热翅片的体积大小均可变，且所述第一换热翅片和第二换热翅片的内部中空，并形成所述换热通道，所述储氢单元还包括催化剂涂层，所述催化剂涂层均匀的覆盖于第一换热翅片和第二换热翅片的换热通道的内壁。

9、进一步的，所述导流件还包括两个第一连接器，所述第一连接器设置于所述第一导流管和第一换热翅片之间或者所述第二导流管和第二换热翅片之间，并连接于所述第一导流管和第一换热翅片或者所述第二导流管和第二换热翅片。

10、进一步的，所述储氢单元中所述换热件的数量为多个，多个所述第一换热翅片沿所述壳体的第二导流管的长度方向依次间隔设置，并均与所述第一导流管相连通。

11、进一步的，还包括过滤器，所述过滤器设置于所述充放气口，并连接于所述壳体。

12、进一步的，还包括至少一个隔膜，所述隔膜内置于所述壳体，并设置于相邻的两个储氢单元之间。

13、本发明的技术方案提供一种储氢合金装置充放氢方法，运用如上述中任一项所述的储氢合金装置，包括步骤如下：

14、s1、充氢时，氢气通入充放气口，经过过滤管进入壳体，在储氢合金表面反应同时释放热量，换热介质通过第一导流管进入第一换热翅片，再依次流经第二换热翅片后，从第二导流管流出壳体，换热介质通过热对流与热传导带走储氢合金吸收氢气产生的热量，直至吸氢反应完成；

15、s2、放氢时，氢气和空气组成的混合气体通入充放气口，并经过第一导流管进入第一换热翅片再依次流经第二换热翅片，在第一换热翅片和第二换热翅片内表面的催化剂表面发生催化燃烧反应，释放大量热量，通过第一换热翅片和第二换热翅片传导至储氢合金，储氢合金吸收热量后释放氢气，氢气经过过滤管由充放气口排出至壳体外，同时催化燃烧产生的尾气通过第二导流管流出壳体。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：壳体的内部中空，并开设有与其内部相连通的充放气口，换热件内置于壳体内，且换热件的体积大小可变，储氢合金均匀填充于壳体的内壁与换热件之间，用于储存或释放氢气，导流件部分内置于壳体，并与换热件相连通，能够用于与换热件进行换热介质的循环交换。相较于现有技术，本装置通过换热件和导流件实现换热介质的循环通入壳体内部，使得储氢合金储氢时释放的热量被及时换出，或者及时提供储氢合金放氢时需要吸收的热量，同时通过体积大小可变的换热件，配合储氢合金在释放或者储存氢气时发生的体积改变，能够解决现有技术中因采用储氢合金材质改性来解决合金粉化和膨胀的问题，从而造成储氢密度降低的技术问题。

技术特征：

1.一种储氢合金装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的储氢合金装置，其特征在于，所述导流件包括第一导流管和第二导流管，所述第一导流管和第二导流管相互平行且间隔设置，所述第一导流管经所述充放气口与所述换热件相连接，用于通入换热介质，所述第二导流管经所述充放气口与所述换热件相连接，用于排出换热介质。

3.根据权利要求2所述的储氢合金装置，其特征在于，所述换热件包括第一换热翅片，所述第一换热翅片呈涡状，并内置于所述壳体，且所述第一换热翅片的内部沿其延伸方向开设有换热通道，所述换热通道与所述第一导流管和第二导流管均相连通。

4.根据权利要求3所述的储氢合金装置，其特征在于，所述换热件还包括第二换热翅片，所述第二换热翅片呈涡状，所述第二换热翅片与所述第一换热翅片的延伸方向相同设置，并嵌套于所述第一换热翅片内，且所述第二换热翅片的内部与所述第一换热翅片的内部相连通，所述第一换热翅片与所述第一导流管相连通，所述第二换热翅片与所述第二导流管相连通。

5.根据权利要求4所述的储氢合金装置，其特征在于，所述第一换热翅片和第二换热翅片的体积大小均可变，且所述第一换热翅片和第二换热翅片的内部中空，并形成所述换热通道，所述储氢单元还包括催化剂涂层，所述催化剂涂层均匀的覆盖于第一换热翅片和第二换热翅片的换热通道的内壁。

6.根据权利要求5所述的储氢合金装置，其特征在于，所述导流件还包括两个第一连接器，所述第一连接器设置于所述第一导流管和第一换热翅片之间或者所述第二导流管和第二换热翅片之间，并连接于所述第一导流管和第一换热翅片或者所述第二导流管和第二换热翅片。

7.根据权利要求4所述的储氢合金装置，其特征在于，所述储氢单元中所述换热件的数量为多个，多个所述第一换热翅片沿所述壳体的第二导流管的长度方向依次间隔设置，并均与所述第一导流管相连通。

8.根据权利要求1所述的储氢合金装置，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置于所述充放气口，并连接于所述壳体。

9.根据权利要求1所述的储氢合金装置，其特征在于，还包括至少一个隔膜，所述隔膜内置于所述壳体，并设置于相邻的两个储氢单元之间。

10.一种储氢合金装置充放氢方法，其特征在于，运用如权利要求1至9中任一项所述的储氢合金装置，包括步骤如下：

技术总结本发明公开了一种储氢合金装置及充放氢方法，包括壳体以及至少一个储氢单元，壳体的内部中空，并开设有与其内部相连通的充放气口，储氢单元包括至少一个换热件、导流件以及储氢合金，换热件内置于壳体，且换热件的体积大小可变，导流件部分内置于壳体，并连接于壳体，且导流件与换热件相连通，并能够与换热件进行换热介质的循环交换，储氢合金均匀填充于壳体的内壁与换热件之间，用于储存或释放氢气。本发明能解决因采用储氢合金材质改性来解决合金粉化和膨胀的问题，从而造成储氢密度降低的问题。技术研发人员：曾辉,张浩,汪尚,王泽渊,王臻受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）技术研发日：技术公布日：2024/6/13