金属氢化物储存罐及其制作方法技术

本发明专利技术揭示一种金属氢化物储存罐，至少包含：一储存罐罐体；一分隔盘，叠置于该罐体内，用于容置一预定体积的金属氢化物；一杆件，具有一多孔表面，用于将该分隔盘固定于该罐体内，并将金属氢化物释出的氢气导引至罐体的释出口端。本发明专利技术进一步揭示该金属氢化物储存罐的制作方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属氢化物氢气储存罐，特别是关于一种用于氢气燃料电池的金属氢化物氢气储存罐，其可强化热传导并提供金属氢化物均布膨胀的空间。本专利技术还涉及该金属氢化物储存罐的制作方法。
技术介绍
随着人类文明的进步，传统能源，譬如煤、石油及天然气的消耗量持续攀高，造成地球严重的污染，导致温室效应及酸雨等环境的恶化。此外，人类已清楚地体会认识到天然能源的存量是有限的，如果被持续地滥用，可能在不久的将来便会消耗殆尽。因此，世界先进国家近来无不致力于研发新的替代能源，而燃料电池便是其中的一种重要且具发展潜力及实用价值的选择，与传统的内燃机相较，燃料电池具有能量转换效率高、排气干净、噪音低、且不使用传统燃油等多项优点。简而言之，燃料电池是一种将氢和氧透过电化学反应产生电能及水，也可说是一种水电解的逆反应，以将其化学能转换成电能。以质子交换膜燃料电池为例，其包括多个电池单体，每一单体包括位于中央的一质子交换膜(proton exchange membrane，PEM)，其两侧各设一层催化剂，其外再各设置一层气体扩散层(gas diffusion layer，GDL)，最外侧则分别设一阳极双极板与阴极双极板，将此构件紧密地以一预定的接触压力结合在一起而成一电池单体。燃料电池在实际应用时，为了能获得足够的电力，通常将多个上述的电池单体堆栈串联起来构成一电池堆，并通过设于电池堆纵向相对端的二端板，以及多个穿设过二端板周缘的系杆，将电池堆锁固于二端板之间。在燃料电池进行前述的水电解的逆反应，以将其化学能转换成电能的同时，必需将电池堆的压力保持在一固定的范围内，以使水电解的逆反应可在最佳的压力条件下，将化学能转换成电能，提高转换效率。在一般燃料电池中，一种现有装载氢气源的材料为所谓的金属氢化物(metal hydride)，这种金属氢化物在特定温度状态下，可在一相对应的压力释放氢气，其释放氢气的过程为一吸热反应(endothermicreaction)。当储存于金属氢化物内的氢气被完全释放后，可再将新鲜纯氢气回充至金属氢化物内，且其充填氢气的过程为一放热反应(exothermic reaction)。金属氢化物所在的特定温度与其所释放氢气的压力间大致呈一具有正向斜率的线性关系，这种线性关系根据不同制造商所制造的金属氢化物的特性有所不同。有鉴于氢氢的易燃特性，必须将氢气以一种安全、且轻便的方法预先储存于一特定储存罐内，再依需要释放氢气，进行前述逆反应。现有的储存罐多为一金属罐，其可承受一预定的压力及温度，其将一预定体积的金属氢化物置入该储存罐中，再将该储存罐封口。但由于金属氢化物在吸收了氢气后，其体积较其未吸收氢气前的体积增加约百分的五至二十，故在将金属氢化物装填入该金属罐时，必需保留多余的空间，提供该金属氢化物所需的膨胀空间。由于现有的储存罐将一预定体积的金属氢化物置于同一空间内，因此，在金属氢化物膨胀的同时，会造成金属氢化物彼此挤压；再者，金属氢化物在吸氢时会放热，导致温度升高而减缓吸氢速率，此时需要利用罐体表面释出热量以降低温度，在放氢时会吸热而降低温度，也需依赖罐体表面吸入热量以升高温度，同时金属氢化物为低导热率物质，必须增加热传增强机制以改善热传速率；且被释出的氢气应经由一较为通畅的管道被放出储存罐的释出口。除应用于燃料电池之外，这种金属氢化物氢气储存罐尚有其它用途，例如氢能热泵、氢能冷气机等。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的提供一种，其可改进热传导、防止金属氢化物彼此挤压、防止金属氢化物堆形成龟裂、且可提供氢气可被通畅地输送至储存罐的释出口的管道，以确实提高燃料电池的操作效率。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案一种金属氢化物储存罐，至少包含一储存罐罐体，具有一内径、一底端以及一相对该底端的释出口端；一分隔盘，叠置于该罐体内，用于容置一预定体积的金属氢化物；该分隔盘由可导热材料制成，具有一底面及一周壁，由该底面周缘大致垂直延伸，该底面上形成一第一孔洞；该周壁具有一外径，大致与该罐体的内径相等；一第一杆件，对应穿插过该分隔盘底面的第一孔洞，以将该分隔盘定位于该罐体内，该第一杆件具有一多孔表面，且与该罐体的释出口端连通，用于将外界的氢气导入该分隔盘的金属氧化物中，并将金属氢化物释出的氢气导引至罐体的释出口端。本专利技术还提供一种制作金属氢化物储存罐的方法，包含以下的步骤a.提供一具有一开口的罐体预先成形体；b.叠置多个装载有未充氢金属氢化物的分隔盘；c.以具有一多孔表面的至少一杆件，依序贯穿该叠置的分隔盘；d.将该叠置及定位的分隔盘，由该开口置入该预先成形体中；及e.将该预先成形体及开口热压，使该预先成形体的内径趋近于该分隔盘的外径，并将开口收口。换言之，本专利技术的
技术实现思路
，运用至少一由可导热材料制成的分隔盘，设于储存罐内，用于容置金属氢化物；以及一多孔杆件，用于将该分隔盘固定于该储存罐内，且可用于将金属氢化物释出的氢气导引至储存罐的释出口。本专利技术进一步揭示该金属氢化物储存罐的制作方法。本专利技术的优点是由于本专利技术的分隔盘30将容置于罐体20内的金属氢化物分成若干堆体，因此，可防止金属氢化物膨胀时造成金属氢化物彼此挤压。再者，由于本专利技术的分隔盘30的周壁34与罐体20紧密贴靠，且该分隔盘30由可导热材料所制成，因此，其可确保施于储存罐的热能可经由分隔盘30的传导，均匀地施加于各分隔盘30内的金属氢化物，因而强化热传导并提供金属氢化物均布膨胀的空间，并使金属氢化物堆完全地释放其所储存的氢气。本专利技术中所应用的多孔杆件40p，亦可作为将金属氢化物释出的氢气导引至储存罐20释出口24的通畅的管道，藉以确实提高燃料电池的操作效率。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明图1显示一依据本专利技术金属氢化物储存罐的立体分解图； 图2显示该金属氢化物储存罐的剖面视图；图3显示一分隔盘的立体视图；及图4显示一储存罐罐体的剖面视图。图中符号说明Di 内径Do 外径20 储存罐罐体22 底端24 释出口端30 分隔盘30t最顶端的分隔盘32 底面34 周壁36 孔洞38 凹陷40 杆件40p具多孔表面杆件50 盖体56 穿孔具体实施方式参考图1所示金属氢化物储存罐(canister)10，其包含一储存罐罐体20；多个分隔盘(wafer baffle)30；多条杆件40；及一盖体50。参图4，该储存罐罐体20具有一内径Di、底端22以及一相对该底端的释出口端24。参图3，该分隔盘30叠置于该罐体20内，用于容置一预定体积的金属氢化物。每一分隔盘30由可导热材料制成，且具有一底面32及一具有一外径Do的周壁34，由该底面32周缘大致垂直延伸。该分隔盘30底面32上形成多个孔洞36。如图3所示，每一分隔盘30的周壁34上缘，较佳形成至少一凹陷38，以增加分隔盘30的支撑强度，防止叠置于其上的另一分隔盘塌陷于该分隔盘30中。该周壁34所围成的外径Do大致与该罐体20的内径Di相等。该盖体50在相对应于该分隔盘30底面32上的孔洞36处，形成相对应的穿孔56，且叠置于位于最顶端的分隔盘30t上，用于将容置于位于最顶端的分隔盘30t内的金属氢化物保持在该分隔盘30t内。该盖体50较佳亦由烧结制程所制得的多孔金属烧结盖体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氢化物储存罐，至少包含： 一储存罐罐体，具有一内径、一底端以及一相对该底端的释出口端； 一分隔盘，叠置于该罐体内，用于容置一预定体积的金属氢化物；该分隔盘由可导热材料制成，具有一底面及一周壁，由该底面周缘大致垂直延伸，该底面上形成一第一孔洞；该周壁具有一外径，大致与该罐体的内径相等； 一第一杆件，对应穿插过该分隔盘底面的第一孔洞，以将该分隔盘定位于该罐体内，该第一杆件具有一多孔表面，且与该罐体的释出口端连通，用于将外界的氢气导入该分隔盘的金属氧化物中，并将金属氢化物释出的氢气导引至罐体的释出口端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨源生，麦克高，
申请(专利权)人：亚太燃料电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]