【技术实现步骤摘要】
本申请涉及氢能源，特别是涉及一种储氢容器。
技术介绍
1、氢能是一种理想的二次能源。目前，氢的存储方式主要有高压储氢、液态储氢及金属氢化物储氢等。其中，金属氢化物储氢具有储存密度高、吸放速度快、可逆性好和安全性好等优点，而得到广泛应用。金属储氢材料具有吸氢速率快的基本特征，但快速吸氢的高放热速率，将使温度快速升高，进而会阻止吸氢反应的进程，所以金属储氢材料向外部的热传导速率往往成为吸氢过程的关键指标，显著影响吸氢速率。同时，金属氢化物的传热、传质特性较差，一般储氢材料吸氢粉化后，有效热导率会急剧下降，造成吸氢过程中难以及时对外释放热量，脱氢过程中又无法快速从外界吸收热量，从而低热传导效率成为限制反应速率的瓶颈。
2、目前主要通过添加铜、泡沫铝、石墨等高导热系数材料来增加金属储氢体系的热传导能力。但此类方法仅能加强容器内储氢材料粉体间的热传导，对于热量在储氢容器与冷/热源之间的传递效率助益并不大，而热量在储氢容器与冷/热源之间的传递效率对于整体吸放氢效率影响往往更为显著。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例期望提供一种能够提升储氢材料的吸/放氢速率的储氢容器。
2、为达到上述目的，本申请一实施例提供了一种储氢容器，包括：
3、内容器，内部形成用于填装储氢材料的容纳腔；
4、外容器，套设在所述内容器外侧并与所述内容器之间形成冷媒容纳空间；
5、导热系统，包括加热装置、冷媒管路和截止阀，所述加热装置设置于所述容纳腔内，所述
6、所述容纳腔内的所述储氢材料处于吸氢状态下，所述加热装置处于非加热状态，所述截止阀导通所述冷媒管线，以使所述冷媒在所述冷媒容纳空间内流动；
7、所述容纳腔内的所述储氢材料处于放氢状态下，所述截止阀截止所述冷媒管线，所述冷媒容纳空间内的所述冷媒通过所述旁通管线排出，所述加热装置处于加热状态。
8、一种实施方式中，所述储氢容器还包括顶板，所述顶板用于密封所述内容器和所述外容器，所述加热装置穿过所述顶板伸入所述容纳腔内；和/或，所述冷媒管线穿过所述顶板与所述冷媒容纳空间连通。
9、一种实施方式中，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述旁通管线与所述进口管线或所述出口管线连通，且所述进口管线和所述出口管线均设置有所述截止阀。
10、一种实施方式中，所述冷媒为气态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并延伸至所述冷媒容纳空间的底部，且所述进口管线至少具有靠近所述冷媒容纳空间底部的出气孔，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近所述冷媒容纳空间的顶部。
11、一种实施方式中，所述进口管线的侧壁上设置有多个所述出气孔。
12、一种实施方式中，至少部分所述出气孔朝向所述内容器；和/或，至少部分所述出气孔沿所述冷媒容纳空间的高度方向间隔设置；和/或，所述进口管线靠近所述冷媒容纳空间的一端封堵。
13、一种实施方式中，沿所述高度方向间隔设置的各所述出气孔的孔径从所述冷媒容纳空间的顶部至所述冷媒容纳空间的底部逐渐增大。
14、一种实施方式中，所述冷媒为液态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的底部伸入所述冷媒容纳空间中，并靠近所述冷媒容纳空间的底部，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近所述冷媒容纳空间的顶部。
15、一种实施方式中，所述储氢容器还包括设置于所述容纳腔内的散热装置，所述散热装置和所述加热装置均为可从所述容纳腔内移除的结构。
16、一种实施方式中，所述储氢容器还包括设置于所述容纳腔中的介入套管，所述散热装置和所述加热装置可替换地伸入所述介入套管内。
17、一种实施方式中，所述散热装置为与外部冷源连接的换热管。
18、一种实施方式中，所述加热装置包括第一加热丝；和/或，所述储氢容器还包括设置于所述容纳腔中的介入套管，所述加热装置包括伸入所述介入套管内的第一加热丝以及填充在所述介入套管内的导热粉体材料。
19、一种实施方式中，所述储氢容器还包括环绕于所述内容器外壁面的加热件。
20、一种实施方式中，所述储氢容器包括外部测温元件、内部测温元件和测温套管，所述外部测温元件设置于所述冷媒容纳空间，所述测温套管位于所述容纳腔，所述内部测温元件设置于所述测温套管内部。
21、一种实施方式中，所述储氢容器还包括可用于设置所述加热装置的介入套管，所述介入套管为多个且间隔分布于所述容纳腔内，所述测温套管与所述介入套管一一对应布置。
22、一种实施方式中，所述储氢容器还包括可用于设置所述加热装置的介入套管，所述介入套管为一个，所述测温套管为多个，多个所述测温套管环绕在所述介入套管周侧。
23、一种实施方式中，所述储氢容器还包括设置在所述容纳腔中的分隔支撑结构，所述分隔支撑结构将所述容纳腔分隔成多个区域，各所述区域分别容纳所述储氢材料。
24、本申请实施例提供了一种储氢容器，储氢容器包括用于填装储氢材料的内容器、外容器和导热系统，外容器套设在内容器外并与内容器之间形成冷媒容纳空间，导热系统包括加热装置、冷媒管路和截止阀，加热装置设置于容纳腔内，冷媒管路包括与冷媒容纳空间连通的冷媒管线以及与冷媒管线连通的旁通管线，截止阀用于控制冷媒管线的通断，旁通管线用于排放冷媒容纳空间内的冷媒。在储氢材料处于吸氢状态时，可以通过冷媒容纳空间内的冷媒与储氢材料进行换热，以加强热传导效率，快速释放热量，避免储氢材料因温度过高而影响吸氢反应的进程，而在储氢材料处于放氢状态时，可以通过加热装置对储氢材料进行加热，同时，通过排出冷媒容纳空间内的冷媒，以提供真空隔热环境，避免储氢材料因热量流失而影响放氢反应的进程。本申请实施例的储氢容器可以有效加强储氢材料在吸/放氢过程中与冷/热源之间的热传导效率，显著提升储氢材料的吸/放氢速率。
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1.一种储氢容器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括顶板，所述顶板用于密封所述内容器和所述外容器，所述加热装置穿过所述顶板伸入所述容纳腔内；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述旁通管线与所述进口管线或所述出口管线连通，且所述进口管线和所述出口管线均设置有所述截止阀。
4.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒为气态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并延伸至所述冷媒容纳空间的底部，且所述进口管线至少具有靠近所述冷媒容纳空间底部的出气孔，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近所述冷媒容纳空间的顶部。
5.根据权利要求4所述的储氢容器，其特征在于，所述进口管线的侧壁上设置有多个所述出气孔。
6.根据权利要求5所述的储氢容器，其特征在于，至少部分所述出
7.根据权利要求6所述的储氢容器，其特征在于，沿所述高度方向间隔设置的各所述出气孔的孔径从所述冷媒容纳空间的顶部至所述冷媒容纳空间的底部逐渐增大。
8.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒为液态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶底部伸入所述冷媒容纳空间中，并靠近所述冷媒容纳空间的底部，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近所述冷媒容纳空间的顶部。
9.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括设置于所述容纳腔内的散热装置，所述散热装置和所述加热装置均为可从所述容纳腔内移除的结构。
10.根据权利要求9所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括设置于所述容纳腔中的介入套管，所述散热装置和所述加热装置可替换地伸入所述介入套管内。
11.根据权利要求9所述的储氢容器，其特征在于，所述散热装置为与外部冷源连接的换热管。
12.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述加热装置包括第一加热丝；和/或，
13.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括环绕于所述内容器外壁面的加热件。
14.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器包括外部测温元件、内部测温元件和测温套管，所述外部测温元件设置于所述冷媒容纳空间，所述测温套管位于所述容纳腔，所述内部测温元件设置于所述测温套管内部。
15.根据权利要求14所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括可用于设置所述加热装置的介入套管，所述介入套管为多个且间隔分布于所述容纳腔内，所述测温套管与所述介入套管一一对应布置。
16.根据权利要求14所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括可用于设置所述加热装置的介入套管，所述介入套管为一个，所述测温套管为多个，多个所述测温套管环绕在所述介入套管周侧。
17.根据权利要求13所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括设置在所述容纳腔中的分隔支撑结构，所述分隔支撑结构将所述容纳腔分隔成多个区域，各所述区域分别容纳所述储氢材料。
...【技术特征摘要】
1.一种储氢容器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储氢容器，其特征在于，所述储氢容器还包括顶板，所述顶板用于密封所述内容器和所述外容器，所述加热装置穿过所述顶板伸入所述容纳腔内；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述旁通管线与所述进口管线或所述出口管线连通，且所述进口管线和所述出口管线均设置有所述截止阀。
4.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒为气态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并延伸至所述冷媒容纳空间的底部，且所述进口管线至少具有靠近所述冷媒容纳空间底部的出气孔，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近所述冷媒容纳空间的顶部。
5.根据权利要求4所述的储氢容器，其特征在于，所述进口管线的侧壁上设置有多个所述出气孔。
6.根据权利要求5所述的储氢容器，其特征在于，至少部分所述出气孔朝向所述内容器；和/或，
7.根据权利要求6所述的储氢容器，其特征在于，沿所述高度方向间隔设置的各所述出气孔的孔径从所述冷媒容纳空间的顶部至所述冷媒容纳空间的底部逐渐增大。
8.根据权利要求1或2所述的储氢容器，其特征在于，所述冷媒为液态冷媒，所述冷媒管线包括与所述冷媒容纳空间连通的进口管线和出口管线，所述出口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶底部伸入所述冷媒容纳空间中，并靠近所述冷媒容纳空间的底部，所述进口管线的一端从所述冷媒容纳空间的顶部伸入所述冷媒容纳空间中并靠近...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽飞，叶一鸣，胡石林，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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