[发明专利]一种中空纤维管阵列储氢装置

说明书

本发明涉及一种中空纤维管阵列储氢装置。包括若干个中空纤维管，至少两个中空纤维管组成子阵列纤维管，至少两个子阵列纤维管组成总阵列纤维管；子阵列纤维管的外围部分或者全部包裹有保护层，保护层由至少两个实心纤维管排布形成；总阵列纤维管的一端密封，总阵列纤维管的另一端用于连接高压阀门。本发明选用中空纤维管，相对于现有的金属容器，无氢脆现象且更加安全。本发明形状尺寸可调，适用于各种环境且能够充分利用空间。子阵列纤维管的外围部分或者全部包裹有保护层，保护层由至少两个实心纤维管排布形成，从而能够克制中空纤维管的膨胀，使得子阵列纤维管结构更加稳固，更加安全。

技术领域

本发明属于高压容器技术领域，具体涉及一种中空纤维管阵列储氢装置。

背景技术

氢能产业链整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节。其中，氢能储运环节是高效利用氢能的关键，是影响氢能向大规模方向发展的重要环节。在氢能全产业链中，氢的储运是制约我国氢能和燃料电池产业发展的关键环节。由于氢气特殊的物理、化学性能，使得它储运难度大、成本高、安全性低。

目前商用的氢燃料电池所使用的存储技术为储氢气瓶，广泛用于各类氢燃料电池汽车。然而现有的储氢容器均使用金属容器，存在氢脆现象，以及单位质量储氢密度或单位体积储氢密度低的问题。

高压储氢气瓶是压缩氢广泛使用的关键技术，随着应用端的应用需求不断提高，轻质高压是高压储氢气瓶发展的不懈追求。目前高压储氢容器已经逐渐由全金属气瓶(Ⅰ型瓶)发展到非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型瓶)。但由于氢气的分子渗透作用，钢制气瓶很容易被氢气腐蚀出现氢脆现象，导致气瓶在高压下失效，出现爆裂等风险。而且目前高压储氢容器均为椭圆形气瓶，尺寸固定，空间利用率不高，限制了氢能的应用场景。

基于上述原因，需要开发一种安全、无氢脆、形状尺寸可调的高压储氢容器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空纤维管阵列储氢装置，它更加安全、无氢脆现象、形状尺寸可调。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种中空纤维管阵列储氢装置，包括若干个中空纤维管，至少两个所述中空纤维管组成子阵列纤维管，至少两个所述子阵列纤维管组成总阵列纤维管；所述子阵列纤维管的外围部分或者全部包裹有保护层，所述保护层由至少两个实心纤维管排布形成；所述总阵列纤维管的一端密封，所述总阵列纤维管的另一端用于连接高压阀门。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述保护层对所述子阵列纤维管提供向内的作用力，以克制所述中空纤维管的膨胀力。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述总阵列纤维管的一端通过胶水密封。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述总阵列纤维管的一端通过温控炉熔融封闭。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述温控炉熔融封闭的长度小于等于1cm。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述中空纤维管的材质为硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、石英玻璃、芳纶中的至少一种。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述中空纤维管的端面形状为圆形、三角形或者多边形，所述子阵列纤维管的端面形状为圆形、三角形或者多边形，所述总阵列纤维管的端面形状为圆形、三角形或者多边形。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述中空纤维管的壁厚与自身半径的比值小于1。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述中空纤维管的壁厚与自身半径的比值小于0.2。

优选地，在上述的一种中空纤维管阵列储氢装置中，所述实心纤维管与所述中空纤维管的材质相同。