[发明专利]金属氢化物储氢罐

说明书

本发明涉及一种金属氢化物储氢罐，包括：罐体、多个储氢合金模块以及记忆合金应变缓冲复位器，其中罐体能够收容多个储氢合金模块，多个储氢合金模块能够与氢气反应生成金属氢化物实现氢气存储，记忆合金应变缓冲复位器能够缓冲储氢合金模块吸氢过程产生的膨胀应力，并在储氢合金模块放氢时恢复形状使得储氢合金模块恢复原有外形，确保储氢合金粉末在罐体内均匀分布。上述金属氢化物储氢罐，制作加工容易，吸放氢速度快，通过记忆合金应变缓冲复位器能够减缓储氢合金模块吸氢膨胀对罐体产生的过大应力，同时也能够防止储氢合金粉末在罐体内的局部聚集产生的应力集中，从而保证金属氢化物储氢罐的安全性以及延长金属氢化物储氢罐的使用寿命。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，特别是涉及金属氢化物储氢罐。

背景技术

氢能被视为人类未来的理想能源，但是氢气的储存与运输是氢能应用面临的主要瓶颈之一，亟需技术攻关。目前，储氢方式主要有三种：高压气态储氢、低温液态储氢以及金属氢化物固态储氢。其中，金属氢化物固态储氢技术是利用氢气与储氢合金的反应来实现氢气的储存。与其它储氢方式相比，金属氢化物固态储氢技术具有储氢密度高、工作压力低、安全性高等优点，为氢能的推广应用带来了契机。

目前金属氢化物储氢罐设计的一个重要难题在于储氢合金吸氢膨胀对金属氢化物储氢罐罐体的影响。储氢合金吸氢后体积将发生膨胀，如LaNi₅储氢合金吸氢后体积膨胀约25％，会对金属氢化物储氢罐的罐体产生额外的应力，如果应力过大，则可能产生不可逆转的塑形变形甚至破裂，导致金属氢化物储氢罐的损坏。此外，储氢合金在吸/放氢过程中经过反复膨胀/收缩及重力的作用，储氢合金粉末会逐渐发生沉降，导致储氢合金粉末在储氢罐内某些部位聚集，聚集的储氢合金在吸氢膨胀时会对罐体的局部施加更大的应力，导致罐体发生塑形变形甚至破裂失效。因此，如何消除储氢合金吸氢膨胀对金属氢化物储氢罐罐体产生过大应力，以及保持储氢合金粉末在储氢罐内均匀分布，避免储氢罐罐体过量塑性变形，是保证金属氢化物储氢罐安全性、提高使用寿命的关键。

发明内容

基于此，提出一种金属氢化物储氢罐，以此减缓或消除储氢合金吸氢膨胀对罐体施加过大应力，同时防止储氢合金粉末在储氢罐内的局部聚集，保持储氢合金粉末在储氢罐内均匀分布，进而提高金属氢化物储氢罐的安全性以及延长金属氢化物储氢罐的使用寿命。

一种金属氢化物储氢罐，所述金属氢化物储氢罐包括：

罐体，包括腔体及与所述腔体连通的进出气口，所述进出气口上设置有控制阀；

多个储氢合金模块，包括由储氢合金粉末均匀填充的储氢合金粉末层，多个所述储氢合金模块沿所述罐体高度方向依次堆叠于所述腔体内，每个所述储氢合金模块设有至少一个沿所述罐体高度方向并贯通所述储氢合金模块的通孔，多个所述储氢合金模块各自的所述通孔沿所述罐体高度方向相对应并连通形成至少一条安装通道；以及

记忆合金应变缓冲复位器，设置在所述安装通道内，当所述储氢合金模块中的所述储氢合金粉末吸氢导致所述储氢合金模块发生膨胀时，所述记忆合金应变缓冲复位器能够通过收缩缓冲所述储氢合金模块膨胀并吸收膨胀带来的应力；当所述储氢合金模块中的所述储氢合金粉末放氢时，所述储氢合金模块与所述记忆合金应变缓冲复位器同时被加热，所述记忆合金应变缓冲复位器能够恢复原有形状，对所述储氢合金模块施加作用力使得所述储氢合金模块恢复原有外形。