[发明专利]一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法

说明书

本发明属于储氢装置技术领域，特别是涉及一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法。该储氢罐包括罐体、气体阀门、多孔不锈钢导流管、滤芯、储氢模块，罐体的管体一端固接有罐底，另一端安装旋紧式扣盖；气体阀门位于罐体外，滤芯沿扣盖中心轴线穿设于扣盖的底部中心孔处，多孔不锈钢导流管沿管体中心轴线设置于罐体内，储氢模块均填充于所述罐体内，且每个储氢模块内均包括合金与膨胀石墨压块，合金与膨胀石墨压块与相邻内部传热翅片间均通过传热粉层紧密贴合，任意相邻两个储氢模块均紧密贴合，多孔不锈钢导流管贯穿储氢模块。本发明的金属氢化物储氢罐的制造方法易实现，能够保证储氢材料的性能不受制造方法影响，并且可以实现大规模生产。

技术领域

本发明属于储氢装置技术领域，特别是涉及一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法。

背景技术

在能源领域，能源的供给形势不容乐观，石油市场虽因美国的页岩油气的进入等因素而供求格局改变，但暂时的油气资源的供应充足和价格下跌并不能改变能源供求长期形势，不可再生能源的枯竭之势不可避免。并且，化石能源在生产和使用过程中所产生的各种有害的排放又造成环境的不可持续性，目前的环境形势已经不允许人类把所有的化石能源全部消耗完毕再转入更加持久的替代能源体系。

氢气是一种可再生的清洁能源，具有很高的能量密度，作为一种新型能源载体有着广阔的应用前景。氢气的密度很低，且容易逸出，给氢气的存储和运输带来了极大的困难。因此，发展安全、高效的氢储存技术是实现氢能应用的关键因素之一。目前，氢气的储存方式主要有：高压气态储氢、低温液态储氢和金属氢化物固态储氢。高压气态储氢可以达到较高的质量储氢密度，但所需压力很高，这带来气体压缩时过高的能力消耗，同时，压力过高会带来气瓶、阀门等装置的安全问题。而液态储氢需要在标准大气压下，温度降至-252.7℃以下，将氢气液化，这无疑增加了能量消耗和成本且安全技术比较复杂。固态储氢是将氢储存到固体材料中，以固态的方式实现氢存储的一种技术，有更高的体积储氢密度、可储存低压氢气、能耗低、安全性强，是较有发展前景的储氢技术。

金属氢化物储氢是目前应用较为成熟的一种固态储氢方式，但由于金属氢化物储氢材料吸放氢反应具有较大的反应热效应，储氢材料在装填过程中长期暴露在空气中且在管体与罐体封口焊接过程中受到高温极易被氧化，从而会导致材料失效，储氢性能衰弱；此外，现有的固态储氢罐体积较大，填料操作有一定的困难，不便于使用。

因此，亟需设计一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法，用以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供了一种高效传热传质合金储氢罐及其制造方法，以提高储氢材料床体的传热传质性能，确保合金储氢罐快速吸/放氢，并防止储氢材料粉末在储氢罐内的局部聚集，保证储氢材料粉末的均匀性，避免储氢材料吸氢膨胀产生的应力集中对固态储氢罐的安全性能产生影响，同时防止内部材料装填完毕后，对罐体进行封口焊接时，由于温度过高导致罐内暴露于空气中的储氢材料粉末氧化，避免储氢材料粉末失效，储氢性能衰弱。

本发明的技术方案是：

一种高效传热传质合金储氢罐，包括罐体、气体阀门、多孔不锈钢导流管、滤芯、储氢模块，具体结构如下：

罐体包括管体，管体一端固接有罐底，管体的另一端安装旋紧式扣盖，扣盖的内螺纹与管体另一端的外螺纹相对应并匹配形成扣盖与管体螺纹连接处，扣盖端面与管体侧面对应处为扣盖与管体焊接处；

气体阀门位于罐体外，扣盖外底部中心处设有NPT接头，气体阀门一端的外螺纹与NPT接头的内螺纹相对应并匹配形成气体阀门与NPT接头螺纹连接处，气体阀门与扣盖外底部的NPT接头于气体阀门与NPT接头螺纹连接处螺接；

滤芯沿扣盖中心轴线穿设于扣盖的底部中心孔处，滤芯一端与气体阀门安装于NPT接头的一端通过气体阀门与滤芯焊接处以焊接方式固接，滤芯远离气体阀门的一端位于多孔不锈钢导流管内；