[发明专利]用于氢存储材料的加热系统

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2008年9月11日提交的美国临时申请No.61/096,019的权益。

技术领域

[0002]技术领域总体上涉及用于氢消耗装置的氢存储和输送系统。

背景技术

[0003]使用氢作为氢消耗装置(例如车辆)的可能燃料源已经促进对氢存储和输送技术的研究。一个具体的焦点领域包括期望在存储罐中存储有效量的氢，所述存储罐在相对适中的温度和压力范围内操作。为了试验并完成这种技艺，大量的注意力已经针对氢存储材料，氢存储材料包括在存在氢气时能够可逆地形成氢化物的吸氢材料。有许多吸氢材料，这些吸氢材料能够在接近环境压力和温度状况时可逆地吸附和解吸气态氢。因而，添加这种材料到氢存储罐内部能够显著地增加其氢存储能力。

[0004]然而，在位于存储罐内部时，大块的吸氢材料可能需要大量的热输入来帮助快速解吸大量的氢，以便输送给氢消耗装置。该热输入要求可能引起许多问题。例如，就车辆而言，引起和管理氢解吸所需要的热源可能必须在不增加车辆的不必要重量和机械复杂性的情况下在车上承载。

[0005]解决车载热源问题的一种可能的途径涉及使得车载燃料电池发电站产生的排气废热(例如在质子交换膜燃料电池堆的阴极处产生的热)再循环。但是从燃料电池发电站的排气产生的热的数量和/或质量与引起和保持从各种吸氢材料的氢解吸所需要的热的数量和/或质量之间的不匹配使得这种选择有一定的挑战性，其中从燃料电池发电站的排气产生的热往往处于约80℃或更低的温度，而引起和保持从各种吸氢材料的氢解吸所需要的热约为100℃及更高的温度。另一种选择包括使用电加热器，例如电阻加热器，所述电加热器由燃料电池发电站的电输出的一部分供电。但是这种途径的问题在于电加热器的效率受到燃料电池发电站的总效率的固有限制。

[0006]因而，需要开发一种将热提供给包含在氢存储罐中的氢存储材料的改进的产品和方法。

发明内容

[0007]一个示例性实施例包括一种方法，该方法包括提供氢存储罐，所述氢存储罐封装氢存储材料，所述氢存储材料包括具有可解吸的氢的至少一种吸氢材料。第一氢气流可从所述氢存储罐提供。所述第一氢气流的至少一部分可被分流以形成第二氢气流。所述第二氢气流和氧气流可输送给包含催化剂的催化加热器，所述催化剂利于所述第二氢气流和所述氧气流中的至少一些的燃烧以产生热量。所述热量中的至少一些可传输给所述氢存储材料以从所述至少一种吸氢材料解吸所述可解吸的氢中的至少一些。

[0008]另一个示例性实施例包括一种方法，该方法包括提供氢存储罐，所述氢存储罐构造成提供第一氢气流给氢消耗装置且提供第二氢气流给催化加热器。所述氢存储罐可限定有罐内部，所述罐内部包括氢存储材料，所述氢存储材料包括具有可解吸的氢的金属氢化络合物(complex metal hydride)。催化加热器可包含催化剂，所述催化剂能够利于氢气和氧气的燃烧。所述第二氢气流可与环境空气形式的氧气流混合，以形成反应气体混合物。所述反应气体混合物可输送给所述催化加热器，使得所述反应气体混合物与催化剂相互作用且至少部分地燃烧以产生热量。所述热量中的至少一些可从所述催化加热器直接地或者间接地传输给所述氢存储材料，以从所述至少一种金属氢化络合物解吸所述可解吸的氢中的至少一些。

[0009]又一个示例性实施例包括一种系统，该系统包括：氢存储罐，所述氢存储罐封装氢存储材料，所述氢存储材料包括具有可解吸的氢的至少一种吸氢材料；氢消耗装置，所述氢消耗装置从所述氢存储罐接收第一氢气流；和催化加热器，所述催化加热器接收氧气流和来自所述氢存储罐的第二氢气流。催化加热器可包含催化剂，所述催化剂利于第二氢气流和氧气流的燃烧以产生热量。所述第二氢气流和所述氧气流的燃烧产生的热量中的至少一些可传输给所述氢存储材料以从所述至少一种吸氢材料解吸所述可解吸的氢中的至少一些。

[0010]本发明的其它示例性实施例将通过下文提供的详细说明而变得显而易见。应当理解的是，所述详细说明和具体示例虽然公开了本发明的示例性实施例，但是仅仅用于说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

[0011]通过详细说明和附图将更充分地理解本发明的示例性实施例。附图中：

[0012]图1是用于提供热给氢存储材料的辅助加热系统的示意图，其中根据本发明的一个实施例采用间接加热。

[0013]图2是催化加热器的分解透视图，所述催化加热器能够间接地提供热给根据本发明的一个实施例的氢存储材料。