[发明专利]一种固态合金储氢装置及其充放氢方法

说明书

本发明提供一种固态合金储氢装置及其充放氢方法，包括合金储氢材料容器、电加热片、散热片、散热风扇和固态储氢系统控制器，所述合金储氢材料容器内部安装电加热片，外表面安装散热片，散热片一侧还安装散热风扇，所述电加热片和散热风扇与固态储氢系统控制器电连接。该装置配备了电加热片，在放氢阶段可根据需求氢气的量来控制加热温度，从而提供足够的氢气，在停止对外供氢阶段，可启动散热风扇降低储氢材料温度来降低储氢材料释放氢气速率，并降低储氢容器压力，提高容器寿命。

技术领域

本发明涉及氢能与燃料电池技术领域，特别是涉及一种固态合金储氢装置及其充放氢方法。

背景技术

氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体,正引起人们的广泛关注。氢能的开发和利用受到美、日、德、中、加等国家的高度重视,以期在21世纪中叶进入“氢能经济(hydrogen economy)”时代。氢能利用需要解决以下3个问题:氢的制取、储运和应用,而氢能的储运则是氢能应用的关键。氢在通常条件下以气态形式存在,且易燃、易爆、易扩散,使得人们在实际应用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失,这就给储存和运输带来很大的困难。固态储存是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度，是气态储存和液态储存之后，最有前途的研究发现。现有的固态储氢装置在低温低时储氢，加热后放氢，然而在储氢时由于加压而增加热量，使储氢量有所降低，在燃料电池变载运行时需要不同速率的氢气，而现有的固态储氢并不能有效的控制放氢速率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态合金储氢装置及其充放氢方法，解决因温度及其他条件影响固态储氢装置存放氢效率问题。

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供本如下技术方案：一种固态合金储氢装置及其充放氢方法,包括合金储氢材料容器、电加热片、散热片、散热风扇和固态储氢系统控制器，所述合金储氢材料容器内部安装电加热片，外表面安装散热片，散热片一侧还安装散热风扇，所述电加热片和散热风扇与固态储氢系统控制器电连接。

更进一步，合金储氢材料容器内置铝合金金属隔断，用于防止储氢材料来回移动，并有效传递热量。

更进一步，固态合金储氢材料容器采用方型设计，其可以选用稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体、锆系材料。

更进一步，所述电加热片插入合金储氢材料容器内部，铝合金金属隔断延电加热片与合金储氢材料容器内壁交错安装。

更进一步，所述散热片设有多个，并均匀分布在固态合金储氢材料容器两侧，散热风扇设置在散热片端部，并延散热片间隙对其进行散热工作。

更进一步，固态储氢系统控制器还与组合瓶口阀电连接，并控制其工作。

更进一步，合金储氢材料容器侧壁还安装有固定螺栓，通过固定支架可将多个合金储氢材料容器组合，满足总储氢需求量。

更进一步，其具体步骤如下

充氢阶段：固态储氢系统控制器控制组合瓶口阀打开，对合金储氢材料容器内部进行充氢，在充氢阶段，内置铝合金金属隔断，用于防止储氢材料来回移动，并有效传递热量，固态储氢系统控制器同时启动散热风扇，对散热片进行散热，降低加氢过程带来的温升；

放氢阶段：固态储氢系统控制器控制组合瓶口阀打开，通过氢气管路将氢气排出，在放氢阶段，固态储氢系统控制器控制电加热片对容器内部进行加热，氢气受热膨胀，从而加速氢气排出，固态储氢系统控制器根据录入的氢气需求量控制加热温度，从而提供足够的氢气内置铝合金金属隔断用于防止储氢材料来回移动，并有效传递热量，在对外供氢停止后，固态储氢系统控制器启动散热风扇降低固态合金储氢材料容器温度，从而降低释放氢气速率，降低固态合金储氢材料容器压力，并关闭组合瓶口阀。与现有技术相比，