[发明专利]一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法

权利要求书

1.一种基于金属氢化物的储氢和储热系统，其特征在于，该系统包括金属氢化物储罐(3)、氢气输送管路(4)、氢储罐和换热装置；

在进行储热时，高温介质经由所述换热装置对所述金属氢化物储罐(3)内的金属储氢材料进行加热以释放氢气，氢气经由所述氢气输送管路(4)储存至氢储罐内完成储热；

在进行储氢时，低温介质经由所述换热装置对所述金属氢化物储罐(3)进行降温，氢储罐内的氢气经由所述氢气输送管路(4)进入所述金属氢化物储罐(3)内与金属材料反应完成储氢。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属氢化物储罐(3)的外部设置有换热罐(1)，用于将所述金属氢化物储罐(3)放置在所述换热罐(1)内。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热罐(1)的表面包覆有高密度保温材料，所述高密度保温材料的表面设置有外护板；

优选地，所述高密度保温材料选自硅酸铝、岩棉、聚乙烯和玻璃棉中的至少一种；所述外护板的材质选自镀锌铁皮、铝合金板和彩钢板中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括缠绕在所述金属氢化物储罐(3)表面的螺旋换热管(2)；

优选地，所述螺旋换热管(2)的输入口和输出口均设置在所述换热罐(1)的外部。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氢气输送管路(4)包括管道(5)、流量计(6)和流通阀(7)；

所述管道(5)的一端与所述金属氢化物储罐(3)连接，另一端延伸至所述换热罐(1)的外部并与氢储罐连接，所述流量计(6)和所述流通阀(7)均设置在所述管道(5)上。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属氢化物储罐(3)由高导热材料或复合材料制成；

优选地，所述高导热材料选自铜、铝、金、银、镁及其合金中的至少一种；所述复合材料选自陶瓷-金属基复合材料、金刚石-金属基复合材料、石墨烯-金属基复合材料和炭纤维-金属基复合材料中的至少一种。

7.一种基于金属氢化物的储氢和储热方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-6中任意一项所述的系统实施，该方法包括：

在进行储热时，将高温介质经由所述换热装置对所述金属氢化物储罐(3)内的金属储氢材料进行加热以释放氢气，氢气经由所述氢气输送管路(4)储存至氢储罐内完成储热；

在进行储氢时，将低温介质经由所述换热装置对所述金属氢化物储罐(3)进行降温，氢储罐内的氢气经由所述氢气输送管路(4)进入所述金属氢化物储罐(3)内与金属材料反应完成储氢。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述换热罐(1)内填充导热溶液；

优选地，所述导热溶液选自有机高分子溶液和离子液体中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属储氢材料选自镁基金属氢化物、钠基金属氢化物、钛基金属氢化物、氢化钙和稀土系氢化物中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述金属氢化物储罐(3)内设置导热剂；

优选地，所述导热剂选自碳基材料、金属材料和高分子材料中的至少一种；

优选地，所述高分子材料选自不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂和热塑性聚合物中的至少一种。