一种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置，由吸放氢阀门（1）、罐体（2）和内部填料区组成，填料区储氢合金粉（4）装填在多孔金属颗粒（3）内部孔隙和颗粒间孔隙形成储氢微囊体结构。本发明专利技术优点如下：（1）多孔金属结构可随储氢合金粉吸氢膨胀发生变化，有效利用剩余空间，降低对罐体产生压力，避免容器变形；（2）储氢合金粉的流动限制在微囊体内，可避免其团聚和堆积；（3）微囊体内的多孔结构和贯通孔可提供氢气扩散流动通道，有利于吸放氢反应的进行；（4）多孔金属具有传热特性，可在吸放氢过程中进行热传递，提高热交换效率。该装置高效、安全、稳定性好，可有效改善金属氢化物储氢装置的传热和传质问题，实现装置快速吸放氢。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置，由吸放氢阀门（1）、罐体（2）和内部填料区组成，填料区储氢合金粉（4）装填在多孔金属颗粒（3）内部孔隙和颗粒间孔隙形成储氢微囊体结构。本专利技术优点如下：（1）多孔金属结构可随储氢合金粉吸氢膨胀发生变化，有效利用剩余空间，降低对罐体产生压力，避免容器变形；（2）储氢合金粉的流动限制在微囊体内，可避免其团聚和堆积；（3）微囊体内的多孔结构和贯通孔可提供氢气扩散流动通道，有利于吸放氢反应的进行；（4）多孔金属具有传热特性，可在吸放氢过程中进行热传递，提高热交换效率。该装置高效、安全、稳定性好，可有效改善金属氢化物储氢装置的传热和传质问题，实现装置快速吸放氢。【专利说明】一种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置
本专利技术涉及一种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置，属于氢气的储存、输送、运 输、净化的
。
技术介绍
随着石油能源日趋枯竭和环境污染问题的加剧，人们开始将目光转到可替代、再 生能源上。氢能是当今世界各国都在积极研究和开发的清洁能源，具有燃烧热值高、应用污 染小、资源丰富等优势，目前已被广泛应用于各行各业中。氢燃料电池技术是将氢的化学能 直接转化为电能，反应过程中不涉及到燃烧，因此能量转换效率高。随着实用型质子交换膜 燃料电池的开发成功，燃料电池已经应用到人们日常生活中，如电站、便携式电源、各种车 辆用动力电源。 氢能可否大规模应用，储氢技术是最重要的技术关键。储氢合金粉可在一定温度 和压力下可逆地大量吸收和放储氢气。金属氢化物储氢则是利用储氢合金的选择性吸收含 氢气体中的氢，并形成金属氢化物的能力，对氢气进行储存；同时可利用氢气将浓缩于反应 器空间的杂质气体吹除达到净化氢气的目的。 金属氢化物储氢器既是一个储氢器，又是一个热反应器，通过向储氢器输入和输 出热量，可以控制储氢器内的储氢材料进行吸放氢反应，达到储存和利用氢气的目的。与压 缩储氢、液化储氢相比，金属氢化物储氢可以可逆的吸放大量的氢气，并可同时对氢气进行 净化，具有安全性高、储氢密度大、可在常温常压下吸放氢、氢气纯度高、操作简单、占地面 积小等优点，同时具有分离、净化氢气等功能，是一种安全高效无能耗无泄漏的储运方式， 被认为是最有应用前景的储氢技术。 但由于储氢合金吸氢后伴随25%左右的体积膨胀，放氢后体积收缩，因此经多次 吸放氢循环后，储氢合金逐步粉化。在传统的储氢器中，储氢合金粉在吸放氢过程中，极易 随氢气流动发生流动，产生堆积，使储氢器局部失去间隙，导致储氢器在储氢合金吸氢膨胀 中变形，甚至开裂损坏。同时，由于储氢合金粉末传热性差，吸放氢反应的反应热不能及时 传出，严重影响吸放氢反应速度。目前金属氢化物储氢器仍然存在吸放氢速率慢、传热传质 性能差的问题，需改进储氢器的结构设计以便改善传热传质性能差的问题，提高吸放氢速 率，促进金属氢化物储氢器的大规模使用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种结构简单、高效、热交换效率高、吸放氢速度快 的金属氢化物储氢装置。 -种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置，由阀门、罐体和内部填料区组成。填料 区装填具有多孔结构的颗粒状金属，该金属具有导热性，储氢合金粉装填在金属颗粒孔内 或金属颗粒之间的孔隙内形成储氢微囊体。 所述的储氢装置，其特征在于，所述具有多孔结构的金属颗粒的材质为铜、镍、钛、 铝、铁、不锈钢、铝合金、镍合金、铜合金及其他金属材料的一种或多种。 所述的储氢装置，其特征在于，多孔金属颗粒为不规则形状，其粒径> lum，孔隙度 在359Γ98%之间。 所述的储氢装置，其特征在于，金属颗粒的孔由贯通孔和非贯通孔组成，单个孔的 孔径彡lum，且小于多孔金属颗粒本身的大小。 所述的储氢装置，其特征在于，储氢合金粉装填于多孔金属颗粒的孔隙内或金属 颗粒孔隙形成储氢微囊体结构，有利于储氢合金粉进行吸放氢反应。 所述的储氢装置，其特征在于，储氢合金粉为稀土系储氢合金粉、钛系储氢合金 粉、锆系储氢合金粉、钒系储氢合金粉、镁系储氢合金粉、钙系储氢合金粉中的一种或多种。 本专利技术具有以下优点：（1)储氢合金粉吸氢后形成金属氢化物体积膨胀，可利用 微囊体的剩余间隙，降低对罐体产生压力，避免容器变形；（2)储氢合金粉的流动限制在微 囊体内，可有效抑制储氢合金粉的流动、团聚和堆积，提高储氢装置的稳定性；（3)微囊体 内的多孔结构可提供氢气扩散通道，便于储氢合金粉与氢气充分接触，有利于吸放氢反应 的进行，其中的贯通孔提供氢气流动的通道，可实现金属氢化物储氢装置快速吸放氢；（4) 多孔的金属具有传热特性，可以有效在吸放氢过程中与外界进行热传递，提高装置的热交 换效率；（5)多孔金属具有塑性及冲击韧性，可随储氢合金粉的膨胀发生变化，降低对罐体 产生压力，避免容器变形。 该装置高效、安全，可有效改善金属氢化物储氢装置的传热和传质问题，提高吸放 氢速度，促进金属氢化物储氢装置的利用。 【专利附图】【附图说明】 图1是可快速吸放氢金属氢化物储氢装置的平视剖面图，图2为多孔金属颗粒放大示 意图。 【具体实施方式】 以下结合【具体实施方式】对本专利技术展开进一步的描述，但本专利技术并不仅限于此，可以在 不改变其要点的范围内适当更改。 实施例1 金属氢化物储氢装置包括罐体（2)、设置在罐体上方的进出气阀门（1)和填料区组成。 罐体（2)为304不锈钢材质；（1)处装配阀门控制氢气的储存和排放；填料区装填有粒径在 3um-70mm之间孔隙度为98%的多孔铝颗粒（3)，储氢合金粉（4)装填到多孔铝颗粒孔内或颗 粒之间，形成微囊体结构。 通过控制处的阀门使氢气进入罐体内，氢气通过多孔铝颗粒内贯通孔、颗粒间隙 将氢气输送到各微囊体，微囊体内储氢合金粉可快速吸氢形成金属氢化物，体积增大，有效 利用剩余的孔隙，同时促使多孔铝发生变形；吸氢过程中产生的热量可通过多孔铝颗粒间 的接触，快速传递到罐体，与外界进行热量交换。 当该金属氢化物储氢装置放氢时，微囊体内的金属氢化物放氢形成储氢合金粉， 氢气通过贯通孔、颗粒间隙将氢气输送到控制处的阀门外排；外界热量通过罐体进入金属 氢化物储氢装置内部，通过多孔铝颗粒间的接触，传递到微囊体内部，提供金属氢化物放氢 过程所需的热量。 实验结果表明，该装置储氢量大、吸放氢速度快，经过3000次充放氢操作后，吸放 氢量和吸放氢速度没有明显影响。活化后的储氢装置可作为不同领域的高纯氢源。 实施例2 金属氢化物储氢装置包括罐体（2)、设置在罐体上方的进出气阀门（1)和填料区组 成。罐体（2)为铝合金材质；（1)处装配阀门控制氢气的储存和排放；填料区装填有粒径在 3um-70mm之间孔隙度为35%的多孔铜颗粒（3)及粒径在3um-70mm之间孔隙度为60%的多 孔镍颗粒（3)，储氢合金粉（4)装填到多孔金属颗粒孔内或颗粒之间，形成微囊体结构。 通过控制处的阀门使氢气进入罐体内，氢气通过多孔金属颗粒内贯通孔、颗粒间 隙将氢气输送到各处，微囊体内储氢合金粉可快速吸氢形成金属氢化物，体积增大，有效利 用剩余的孔隙，同时促使多孔金属发生变形；吸氢过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可快速吸放氢的金属氢化物储氢装置，由阀门、罐体和内部填料区组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张沛龙，葛静，朱永国，
申请(专利权)人：北京浩运金能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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