[发明专利]一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法

说明书

本发明涉及储氢和储热系统技术领域，具体涉及一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法，该系统包括金属氢化物储罐、氢气输送管路、氢储罐和换热装置，在进行储热时，高温介质经由换热装置对金属氢化物储罐内的金属储氢材料进行加热以释放氢气，氢气经由氢气输送管路储存至氢储罐内完成储热，在进行储氢时，低温介质经由换热装置对金属氢化物储罐进行降温，氢储罐内的氢气经由氢气输送管路进入金属氢化物储罐内与金属材料反应完成储氢。运用该系统实现了对太阳能热以及工业废氢/废热的储存及使用，解决了能源供给与需求的时间/空间差的问题，提高了能源利用效率。

技术领域

本发明涉及储氢和储热系统技术领域，具体涉及一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法。

背景技术

近年来随着双碳目标的提出和新能源电力的发展，氢能和储能行业得到了快速发展。氢气由于密度低、易燃等特点，其储存与运输问题成为制约氢能发展的关键因素之一。同时，一些工业废热以及太阳能热资源也由于储存技术的限制而白白浪费。发展储氢和储热技术，可以有效解决能源供给与需求的时间/空间差问题，大幅度提高能源利用效率，降低对一次能源的消耗，减少区域碳排放强度。

因此，亟需一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法。

发明内容

本发明为解决现有技术中无法对太阳能热以及工业废氢/废热进行储存及使用的问题，提供了一种基于金属氢化物的储氢和储热系统及方法。

本发明为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种基于金属氢化物的储氢和储热系统，该系统包括金属氢化物储罐、氢气输送管路、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进行降温，氢储罐内的氢气经由所述氢气输送管路进入所述金属氢化物储罐内与金属材料反应完成储氢。

优选地，所述金属氢化物储罐的外部设置有换热罐，用于将所述金属氢化物储罐放置在所述换热罐内。

优选地，所述换热罐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。

优选地，所述换热装置包括缠绕在所述金属氢化物储罐表面的螺旋换热管；优选地，所述螺旋换热管的输入口和输出口均设置在所述换热罐的外部。

优选地，所述氢气输送管路包括管道、流量计和流通阀；所述管道的一端与所述金属氢化物储罐连接，另一端延伸至所述换热罐的外部并与氢储罐连接，所述流量计和所述流通阀均设置在所述管道上。

优选地，所述金属氢化物储罐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。

本发明为了实现上述目的，本发明第二方面提供了一种基于金属氢化物的储氢和储热方法，该方法使用所述基于金属氢化物的储氢和储热系统实施，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进行降温，氢储罐内的氢气经由所述氢气输送管路进入所述金属氢化物储罐内与金属材料反应完成储氢。

优选地，在所述换热罐内填充导热溶液；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。