【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于清洁能源与新能源领域中氢能利用，具体而言是以氢能的储存为核心的能源优化利用技术，特别涉及一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器。
技术介绍
1、能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续发展，是国家安全保障的战略基础之一。由于经济的高速发展致使传统的不可再生的化石燃料等能源日趋告急，当今各国政府均寄希望于氢能、太阳能、风能等新兴能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体，正引起人们的广泛关注。解决能源危机焦虑问题的关键因素就是大力开发和利用氢能。氢能利用需要解决以下三个问题：氢的制取、储运和应用，而氢能的储运则是氢能应用的关键。目前，氢气的储存方式可分为高压气态储氢、低温液态储氢以及固态储氢三类。高压气态储氢通过高压将氢气压缩成高密度的气态装进储罐中，尽管在常温下即可完成充放氢过程，但其储氢密度受压力和储罐的材料影响较大且风险系数太高。低温液态储氢的储氢密度是高压气态储氢的845倍，但该方法成本较高，安全性能较差不适合大规模使用。固态储氢又可以分为活性炭吸附储氢、金属储氢和碳纳米管储氢等。
2、自20世纪60年代后期，金属储氢lani5、tife、mg2ni等多个种类被研究者发现，储氢合金得到了迅速的发展。相对于高压储氢和低温液态储氢，固体储氢的安全性能最高，且更适合于批量生产。储氢合金中不断地开发出储氢性能好应用范围广的储氢合金。高熵储氢合金目前凭借良好的储氢性能成为目前储氢合金领域研究热点。
3、对于储氢合金储氢性能的研究，
技术实现思路
1、专利技术目的
2、为克服现有技术的储氢反应器的不足，本专利技术提供一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，通过使用具有磁性的tivzrnbni高熵合金储氢材料在本专利技术中的反应器与传统反应器中的活化性能以及储氢性能进行对比，发现使用本专利技术的反应器的tivzrnbni高熵合金储氢材料具有较大的吸氢量，较好的动力学性能与活化性能，能够加速磁性粉末储氢材料表面氧化膜的破裂，提升活化吸氢量；同时，提高氢气与样品的接触面积，实现样品与氢气的充分反应，最大程度的减小误差实验误差，提高数据的准确性。
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，包括储氢反应器主体、内镶磁极、变温加热炉和氢气入口，
5、所述储氢反应器主体设置在所述变温加热炉上，所述储氢反应器主体为圆柱型结构，所述储氢反应器主体上开设有氢气入口；
6、所述内镶磁极设置在储氢反应器主体的内壁和外壁之间。
7、在其中一个实施例中，所述储氢反应器主体包括上部半球状的翻盖和下部的器身，所述翻通过旋转轴与器身的顶部转动连接，所述翻盖和器身的内壁与外壁间均设置有内镶磁极，且所述内镶磁极采用电导装置控制。
8、在其中一个实施例中，所述储氢反应器主体具有活化状态和性能测试状态，在活化状态时，储氢反应器主体内相临的两内镶磁极的两端磁性相反；在性能测试状态时，储氢反应器主体内相临的两内镶磁极的两端磁性相同。
9、在其中一个实施例中，所述变温加热炉开设有与储氢反应器主体相匹配的加热槽，所述储氢反应器主体通过所述加热槽设置在变温加热炉上。
10、一种使用上述的新式储氢反应器制备储氢材料样品粉末颗粒的制备方法，包括以下步骤：
11、步骤一、准备高纯原材料ti、v、zr、nb和ni颗粒，tixvyzrznbmnip高熵合金储氢材料按照原子百分比称取原材料进行配比，各元素的原子百分含量为：ti为28％～33％、v为27％～28％、zr为5％～8％、nb为3％～9％、ni为23％～37％；步骤二、按配比将步骤一中的原材料放入非自耗真空电弧熔炼炉的铜坩埚中，抽真空后充入氩气，待氩气稳定后进行保护熔炼，得到纽扣锭后重复翻面并重复熔炼，冷却得到非等摩尔比tixvyzrznbmnip高熵合金纽扣锭；
12、步骤三、将熔炼得到的非等摩尔比tixvyzrznbmnip高熵合金进行机械粉碎，并用筛子过滤；
13、步骤四、将步骤三中得到的滤过的储氢材料样品粉末颗粒进行球磨处理；
14、步骤五、将储氢材料样品粉末颗粒倒入筛子中过滤，然后均匀放入储氢反应器主体内，并连接pct储氢测试仪；
15、步骤六、对pct储氢测试仪进行抽真空，待稳定后，再通入氢气；
16、步骤七、对储氢材料样品粉末颗粒进行氧化膜粉碎使其充分活化：对內镶磁极通电使其拥有磁性，通过电导装置使相邻的內镶磁极的两端具有相反磁性，储氢反应器进行加热至第一温度阈值并保温；然后向pct储氢测试仪充入氢气，使储氢材料样品粉末颗充分吸氢，将pct储氢测试仪中的氢气排出后抽真空，再将储氢反应器加热至特定温度将氢完全放出，并重复循环；
17、步骤八、对储氢材料样品粉末颗粒进行活化后的储氢动力学性能测试：将储氢反应器加热至第二温度阈值并保温，对內镶磁极通电使其拥有磁性，通过电导装置使相邻磁极具有相同磁性，利用同性相斥原理使储氢材料样品粉末颗均匀悬浮在反应器中，再通入氢气使储氢材料样品粉末颗充分吸氢，然后将pct储氢测试仪中的氢气排出后抽真空，再将反应器加热至第三温度阈值将氢完全放出；
18、将储氢反应器温度调至第四温度阈值并保温一段时间，再通入氢气，使储氢材料样品粉末颗充分吸氢。
19、在其中一个实施例中，所述步骤二中的抽真空的真空度为-0.101mpa，通入氩气的氢压为1mpa，氩气稳定的时间为10-20min，步骤2中冷却的时间为1-1.5h；
20、所述步骤三中的非等摩尔比tixvyzrznbmnip高熵合金在粉碎后的采用100目筛子过滤；所述步骤四中的不锈钢球磨珠和储氢材料样品粉末颗粒按照质量比12-15：1的比例混合，以250rad/min的转速在球磨机中进行球磨，球磨时间为20-30min；所述步骤五中的筛子为200目。
21、在其中一个实施例中，所述步骤七中的第一温度阈值为300℃，并在第一温度阈值保温1.5-2小时，所述步骤七中pct储氢测试仪充入氢气的氢压为3mpa；所述步骤七中的特定温度为400℃，所述步骤七中的重复循环的次数为3次。
22、在其中一个实施例中，所述步骤八中的第二温度阈值为150℃，加热至第二温度阈值后保温的时间为1h-1.5h，所述步骤八中的通入氢气的氢压为3mpa，所述步骤八中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，包括储氢反应器主体(1)、内镶磁极(2)、变温加热炉(5)和氢气入口(7)，
2.根据权利要求1所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述储氢反应器主体(1)包括上部半球状的翻盖和下部的器身，所述翻盖通过旋转轴(4)与器身的顶部转动连接，所述翻盖和器身的内壁与外壁间均设置有内镶磁极(2)，且所述内镶磁极(2)采用电导装置控制。
3.根据权利要求2所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述储氢反应器主体(1)具有活化状态和性能测试状态，在活化状态时，储氢反应器主体(1)内相临的两内镶磁极(2)的两端磁性相反；在性能测试状态时，储氢反应器主体(1)内相临的两内镶磁极(2)的两端磁性相同。
4.根据权利要求1所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述变温加热炉(5)开设有与储氢反应器主体(1)相匹配的加热槽，所述储氢反应器主体(1)通过所述加热槽设置在变温加热炉(5)上。
5.一种使用权利要求1-4的新式储氢
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的抽真空的真空度为-0.101MPa，通入氩气的氢压为1MPa，氩气稳定的时间为10-20min，步骤2中冷却的时间为1-1.5h；
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤七中的第一温度阈值为300℃，并在第一温度阈值保温1.5-2小时，所述步骤七中PCT储氢测试仪充入氢气的氢压为3MPa；所述步骤七中的特定温度为400℃，所述步骤七中的重复循环的次数为3次。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤八中的第二温度阈值为150℃，加热至第二温度阈值后保温的时间为1h-1.5h，所述步骤八中的通入氢气的氢压为3MPa，所述步骤八中的第三温度阈值为400℃，所述步骤八中的第四温度阈值为250℃，加热至调至第四温度阈值后保温的时间为0.8h-1.2h。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，包括储氢反应器主体(1)、内镶磁极(2)、变温加热炉(5)和氢气入口(7)，
2.根据权利要求1所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述储氢反应器主体(1)包括上部半球状的翻盖和下部的器身，所述翻盖通过旋转轴(4)与器身的顶部转动连接，所述翻盖和器身的内壁与外壁间均设置有内镶磁极(2)，且所述内镶磁极(2)采用电导装置控制。
3.根据权利要求2所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述储氢反应器主体(1)具有活化状态和性能测试状态，在活化状态时，储氢反应器主体(1)内相临的两内镶磁极(2)的两端磁性相反；在性能测试状态时，储氢反应器主体(1)内相临的两内镶磁极(2)的两端磁性相同。
4.根据权利要求1所述的一种适用于磁性粉末储氢材料的新式储氢反应器，其特征在于，所述变温加热炉(5)开设有与储氢反应器主体(1)相匹配的加热槽，所述储氢反应器主体(1)通过所述加热槽设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：李广龙，梁健，李悦，文镇，张伟，董书琳，曲迎东，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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