一种贮氢合金泡沫板及储氢瓶制造技术

本发明专利技术公开了一种贮氢合金泡沫板，其主要成分的质量份数为：超高比表面积活性炭8.55～9.45份，合金粉0.95～1.05份；所述合金粉的质量份数为：镧6.365～7.035份，镍42.75～47.25份，镁3.325～3.675份，铜8.455～9.345份。本发明专利技术中贮氢合金泡沫板采用活性炭与合金按照一定比例进行结合制成合金泡沫板，活性炭通过范德华力的结合力束缚氢气分子、合金能够和氢气分子发生化学反应而形成稳定氢化物固定更多的氢原子，从而提高了储氢性能；并且氢化物中的氢原子在镧、镍、镁、铜合金的催化作用下还将产生溢流反应,增强了活性炭对氢分子的吸附作用。本发明专利技术具有储量大、耗能小、安全性好、无爆炸危险等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种贮氢合金泡沫板及储氢瓶
本专利技术涉及一种合金泡沫板，尤其是一种贮氢合金泡沫板及储氢瓶。
技术介绍
随着人们对能源和环保意识的增强，越来越清楚地认识到开发清洁能源和有效利用能源的重要性。氢具有资源丰富、可再生的优点，且氢燃烧后的唯一产物是H20，故氢是一种具有光明前景的清洁燃料。氢能高效率地转化为电能，用作燃料电池发电效率可高达80％，是火力发电的2倍多；也可用于氢能飞机，氢能汽车。氢来源非常广泛，可通过电解水，石油、天然气、煤等化石燃料制取，也可由常规燃料醇、烃类制得，也可以由生物质制取(如，细菌制氢、发酵制氢等)。但氢气的储存存在较大的问题，第一，所有元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为0.0899g/L，为水的密度的万分之一。在-252.7℃时，可变成为液体，密度为70g/L，仅为水的十五分之一。第二，作为元素周期表上的第一号元素,氢的原子半径非常小，氢气能穿过大部分肉眼看不到的微孔。不仅如此，在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚的钢板。三，氢气非常活泼，稳定性极差，泄露后易发生燃烧和爆炸。氢气的爆炸极限：4.0～74.2％(氢气的体积占混合气总质量比)。目前储氢方式主要有物理储氢主要有：高压气态储氢、低温液态储氢、固态合金储氢和多孔材料储氢。对比这几种主要的储氢结果可知，高压气态储氢虽然有简单易行、成本低、冲放速度快等优点。但是，其缺点也很明显，储量小、耗能大、需要耐压容器壁，甚至存在氢气泄露和容器爆破等不安因素。低温液态储氢具有体积密度高和储氢量大等特点。但液化氢气需要消耗较大的冷能且消耗的能量约为氢气热值的一般，故提高了储氢与放氢的成本。固态合金储氢具有体积储氢密度高、不需要高压容器和隔热容器、安全性好、无爆炸危险、氢气纯度高、操作简便等特点。缺点也很明显，化学储氢存在吸氢温度高、动力学差、可逆性差等缺点。多孔材料储氢是利用多孔材料与氢气通过范德华力进行吸附储氢，但是范德华力的结合力小、氢气存储并不稳定。综上所述，上述四种方案在储氢性能方面仍显不足。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够提高整体储氢性能的贮氢合金泡沫板；本专利技术还提供了一种储氢瓶。为解决上述技术问题，本专利技术主要成分的质量份数为：超高比表面积活性炭8.55～9.45份，合金粉0.95～1.05份；所述合金粉的质量份数为：镧6.365～7.035份，镍42.75～47.25份，镁3.325～3.675份，铜8.455～9.345份。本专利技术所述超高比表面积活性炭的孔径在0.3nm-1nm，SBET≥2500m2/g。本专利技术所述贮氢合金泡沫板为圆板状，在贮氢合金泡沫板上设有通孔；所述通孔包括反应孔、气管孔洞和水管孔洞。本专利技术储氢瓶采用上述的贮氢合金泡沫板，还包括有罐体、封头、注水管开关球阀、出水管逆止阀、注水管、出水管、气管、气管球阀和安全阀；所述罐体外上部设有封头；所述罐体内部叠放填充有贮氢合金泡沫板，各个贮氢合金泡沫板的圆形通孔上下对应设置，形成反应通道、气管通道和水管通道；所述水管通道最少为两个，所述注水管穿过一个或一部分水管通道，所述出水管穿过另一个或另外一部分水管通道；所述注水管和出水管在罐体的内下部连通；所述气管穿过气管通道。上述的储氢瓶,还包括有保持架；所述保持架位于罐体内部并将贮氢合金泡沫板分隔为若干层。上述的储氢瓶，所述气管的侧壁开有贯通的接触孔。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术泡沫板采用活性炭与合金按照一定比例进行结合制成，活性炭通过范德华力的结合力束缚氢气分子、合金能够和氢气分子发生化学反应而形成稳定氢化物固定更多的氢原子，从而有效地提高了储氢性能；并且氢化物中的氢原子在镧、镍、镁、铜合金的催化作用下还将产生溢流反应,增强了活性炭对氢分子的吸附作用。本专利技术泡沫板具有单位面积储氢量大、不需要高压容器和隔热容器、安全性好、无爆炸危险等特点。本专利技术储氢瓶采用上述泡沫板，且气管、注水管和出水管能够与每一块贮氢合金泡沫板充分接触，贮氢合金泡沫板能够储存尽可能多的氢气，注水管与出水管提供的贮氢合金泡沫板储存氢气的反应条件。本专利技术储氢瓶能够结合贮氢合金泡沫板对氢气进行释放和吸收，并提供氢气与合金反应结合的条件，辅助提高储氢性能；具有单位面积储氢量大、结构简单、安全可靠等特点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是贮氢合金泡沫板的结构示意图；图2是储氢瓶的结构示意图；图3是图2中A部的结构示意图；图4是储氢系统的结构示意图；图5是储氢系统的电原理图。图中各标号表示为：1、反应孔，2、气管孔洞，3、水管孔洞，4、安全阀，5、出水管逆止阀，6、封头，7、注水管，8、气管，9、出水管，10、注水管开关球阀，11、气管球阀，12、用户端，13、气包，14、制氢设备，15、第二控制模块，16、热水箱，17、冷水箱，18、第一控制模块，19、压力传感器，20、显示器，21、保持架，22、贮氢合金泡沫板，23、接触孔，PLC、控制器。具体实施方式本贮氢合金泡沫板的主要成分的质量份数为：超高比表面积活性炭8.55～9.45份，合金粉0.95～1.05份；所述合金粉的质量份数为：镧6.365～7.035份，镍42.75～47.25份，镁3.325～3.675份，铜8.455～9.345份。所述超高比表面积活性炭的孔径在0.3nm-1nm、比表面积SBET≥2500m2/g，合金粉的粒径≤500μm。本贮氢合金泡沫板的制备方法包括混合、硬化工序，各工序工艺如下所述：(1)所述混合工序：将超高比表面积活性炭、镧金属粉末、镍金属粉末、镁金属粉末、铜金属粉末按照配比进行混合；(2)所述硬化工序：在上述粉末中添加粘合剂，混合均匀，然后压制成所需的形状，例如板状，放置、硬化即可。为了防止金属粉末被氧化，在整个制作工序中必须保证真空环境下进行。本贮氢合金泡沫板中所述活性炭为超微孔活性碳，孔径在0.3nm-1nm。超微孔活性碳具有孔泡和孔泡壁，比重很轻，同时表面积和质量之比极大；此结构的超微孔活性碳吸附面积大，对氢气分子的吸附能力强。图1所示，本贮氢合金泡沫板为方便生产流水作业，做成圆板状，并开有圆形的通孔；所述通孔包括反应孔1、气管孔洞2和水管孔洞3；所述气管孔洞2位于贮氢合金泡沫板的中部；所述水管孔洞3至少有两个，分布设置在贮氢合金泡沫板上，如图1所示为4个；所述反应孔1为若干个，分布设置在贮氢合金泡沫板上，如图1所示为8个。所述水管孔洞3用于穿过注水管、出水管，通过控制所流通的水的温度来控制贮氢合金泡沫板的温度，使得贮氢合金泡沫板22的环境温度由5℃到98℃之间变化。采用上述结构，在最大10Mpa压力条件下，注水管和出水管中流经冷水时，气管孔洞2中的氢气与合金反应结合、存储起来；并且氢化物中的氢原子在镧、镍、镁、铜合金的催化作用下还将产生溢流反应，增强了活性炭对氢分子的吸附作用。所述注水管和出水管中流经热水时，氢气与合金的反应物分解出氢气，氢气释本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贮氢合金泡沫板，其特征在于，其主要成分的质量份数为：超高比表面积活性炭8.55～9.45份，合金粉0.95～1.05份；/n所述合金粉的质量份数为：镧6.365～7.035份，镍42.75～47.25份，镁3.325～3.675份，铜8.455～9.345份。/n

【技术特征摘要】
1.一种贮氢合金泡沫板，其特征在于，其主要成分的质量份数为：超高比表面积活性炭8.55～9.45份，合金粉0.95～1.05份；
所述合金粉的质量份数为：镧6.365～7.035份，镍42.75～47.25份，镁3.325～3.675份，铜8.455～9.345份。


2.根据权利要求1所述的贮氢合金泡沫板，其特征在于：所述超高比表面积活性炭的孔径在0.3nm-1nm，SBET≥2500m2/g。


3.根据权利要求1或2所述的贮氢合金泡沫板，其特征在于：所述贮氢合金泡沫板(22)为圆板状，在贮氢合金泡沫板(22)上设有通孔；所述通孔包括反应孔(1)、气管孔洞(2)和水管孔洞(3)。


4.一种储氢瓶，采用权利要求3所述的贮氢合金泡沫板，其特征在于：还包括有罐体、封...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远林，王光勇，于连江，邵明月，
申请(专利权)人：沧州渤海新区元大自然能源有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13