[发明专利]一种储氢系统及充放氢控制方法

说明书

本发明实施例提出了一种储氢系统，包括储/放氢组件、加压组件、温控组件和控制组件，其中储/放氢组件包括若干并联的储/放氢本体且储/放氢本体内部包含储氢材料；若干储/放氢本体具有不同的容氢量，且根据若干储/放氢本体的工作顺序，其之间的容氢量呈梯级排布；加压组件用于调节储/放氢本体充氢或放氢时的压力；温控组件用于调整储/放氢本体内储氢材料的充氢或放氢温度；控制组件在储/放氢组件工作一定时间后改变储/放氢本体的工作顺序。本发明实施例实现储氢材料在储氢或放氢的过程中氢气量的平稳变化，且在一个储/放氢周期内，储/放氢系统与上下游系统的匹配度较好且调控简单，降低运行成本，提高储/放氢本体内部储氢材料储/放氢的实用性。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种储氢系统及充放氢控制方法。

背景技术

氢气的储存和运输是当前氢能产业链的一个瓶颈问题。为了提升氢气存储和运输过程的安全性，如何储氢成为了一个热门的研究方向，利用储氢材料在吸收氢气后可以实现氢气的稳定储存，避免了氢气作为易燃、易爆化学品在存储和运输中的安全隐患。然而，利用固体或有机物液体等储氢材料可实现氢气大规模、长周期的存储并可在常温常压下存放且安全性高，但储氢材料在储氢或放氢的过程中速率逐渐下降且储氢量或放氢量变化幅度较大，造成一个储/放氢周期内，储/放氢系统与上下游系统的匹配度较差且调控难度大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种储氢系统及充放氢控制方法，储氢材料在储氢或放氢的过程中氢气量的平稳变化，且在一个储/放氢周期内，储/放氢系统与上下游系统的匹配度较好且调控简单，降低运行成本，提高储/放氢本体内部储氢材料储/放氢的实用性。

为达到上述目的，一种储氢系统，包括：

储/放氢组件，其包括若干并联的储/放氢本体，且所述储/放氢本体内部包含储氢材料；若干所述储/放氢本体具有不同的容氢量，且根据若干所述储/放氢本体的工作顺序，其之间的容氢量呈梯级排布；

加压组件，其连接在所述储/放氢本体的输入端和输出端，用于调节每一所述储/放氢本体充氢或放氢时的压力；

温控组件，其用于调整每一所述储/放氢本体内所述储氢材料的充氢或放氢温度；和

控制组件，其分别与所述储/放氢组件、所述加压组件和所述温控组件组件连接，并在所述储/放氢组件工作一定时间后，改变所述储/放氢本体的工作顺序。

在一些实施例中，第k个所述储/放氢本体的储氢量为Q_k＝H*a_k；

其中H为第k个所述储/放氢本体内的所述储氢材料在选定温度T和压力P下的饱和储氢量；a_k为第k个所述储/放氢本体的储氢量与饱和储氢量的比例；

a_k∈[a,b]；a,b1；

ak由储/放氢材料的在温度T和压力P下的储氢量—储氢速度曲线决定；其中a和b的决定方法如下：

使全部的所述储/放氢本体的储氢速度或放氢速度达到一定设定值Q，

Q＝m*(W_b+W_a)/2；

使得W_a≥w；W_b≥w；并根据若干所述储/放氢本体的工作顺序，使相邻的所述储/放氢本体的储/放氢速度的差值为定值；