[發(fā)明專利]用于氫存儲(chǔ)材料的加熱系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910174383.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN101852333A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·A·約翰遜;D·E·德德里克;M·P·卡諾夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司
• 主分類號(hào): F17C11/00
• 分類號(hào): F17C11/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌;譚祐祥

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

[0001]本申請(qǐng)要求2008年9月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/096,019的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

[0002]技術(shù)領(lǐng)域總體上涉及用于氫消耗裝置的氫存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0003]使用氫作為氫消耗裝置(例如車輛)的可能燃料源已經(jīng)促進(jìn)對(duì)氫存儲(chǔ)和輸送技術(shù)的研究。一個(gè)具體的焦點(diǎn)領(lǐng)域包括期望在存儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)有效量的氫，所述存儲(chǔ)罐在相對(duì)適中的溫度和壓力范圍內(nèi)操作。為了試驗(yàn)并完成這種技藝，大量的注意力已經(jīng)針對(duì)氫存儲(chǔ)材料，氫存儲(chǔ)材料包括在存在氫氣時(shí)能夠可逆地形成氫化物的吸氫材料。有許多吸氫材料，這些吸氫材料能夠在接近環(huán)境壓力和溫度狀況時(shí)可逆地吸附和解吸氣態(tài)氫。因而，添加這種材料到氫存儲(chǔ)罐內(nèi)部能夠顯著地增加其氫存儲(chǔ)能力。

[0004]然而，在位于存儲(chǔ)罐內(nèi)部時(shí)，大塊的吸氫材料可能需要大量的熱輸入來(lái)幫助快速解吸大量的氫，以便輸送給氫消耗裝置。該熱輸入要求可能引起許多問(wèn)題。例如，就車輛而言，引起和管理氫解吸所需要的熱源可能必須在不增加車輛的不必要重量和機(jī)械復(fù)雜性的情況下在車上承載。

[0005]解決車載熱源問(wèn)題的一種可能的途徑涉及使得車載燃料電池發(fā)電站產(chǎn)生的排氣廢熱(例如在質(zhì)子交換膜燃料電池堆的陰極處產(chǎn)生的熱)再循環(huán)。但是從燃料電池發(fā)電站的排氣產(chǎn)生的熱的數(shù)量和/或質(zhì)量與引起和保持從各種吸氫材料的氫解吸所需要的熱的數(shù)量和/或質(zhì)量之間的不匹配使得這種選擇有一定的挑戰(zhàn)性，其中從燃料電池發(fā)電站的排氣產(chǎn)生的熱往往處于約80℃或更低的溫度，而引起和保持從各種吸氫材料的氫解吸所需要的熱約為100℃及更高的溫度。另一種選擇包括使用電加熱器，例如電阻加熱器，所述電加熱器由燃料電池發(fā)電站的電輸出的一部分供電。但是這種途徑的問(wèn)題在于電加熱器的效率受到燃料電池發(fā)電站的總效率的固有限制。

[0006]因而，需要開發(fā)一種將熱提供給包含在氫存儲(chǔ)罐中的氫存儲(chǔ)材料的改進(jìn)的產(chǎn)品和方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0007]一個(gè)示例性實(shí)施例包括一種方法，該方法包括提供氫存儲(chǔ)罐，所述氫存儲(chǔ)罐封裝氫存儲(chǔ)材料，所述氫存儲(chǔ)材料包括具有可解吸的氫的至少一種吸氫材料。第一氫氣流可從所述氫存儲(chǔ)罐提供。所述第一氫氣流的至少一部分可被分流以形成第二氫氣流。所述第二氫氣流和氧氣流可輸送給包含催化劑的催化加熱器，所述催化劑利于所述第二氫氣流和所述氧氣流中的至少一些的燃燒以產(chǎn)生熱量。所述熱量中的至少一些可傳輸給所述氫存儲(chǔ)材料以從所述至少一種吸氫材料解吸所述可解吸的氫中的至少一些。

[0008]另一個(gè)示例性實(shí)施例包括一種方法，該方法包括提供氫存儲(chǔ)罐，所述氫存儲(chǔ)罐構(gòu)造成提供第一氫氣流給氫消耗裝置且提供第二氫氣流給催化加熱器。所述氫存儲(chǔ)罐可限定有罐內(nèi)部，所述罐內(nèi)部包括氫存儲(chǔ)材料，所述氫存儲(chǔ)材料包括具有可解吸的氫的金屬氫化絡(luò)合物(complex?metal?hydride)。催化加熱器可包含催化劑，所述催化劑能夠利于氫氣和氧氣的燃燒。所述第二氫氣流可與環(huán)境空氣形式的氧氣流混合，以形成反應(yīng)氣體混合物。所述反應(yīng)氣體混合物可輸送給所述催化加熱器，使得所述反應(yīng)氣體混合物與催化劑相互作用且至少部分地燃燒以產(chǎn)生熱量。所述熱量中的至少一些可從所述催化加熱器直接地或者間接地傳輸給所述氫存儲(chǔ)材料，以從所述至少一種金屬氫化絡(luò)合物解吸所述可解吸的氫中的至少一些。

[0009]又一個(gè)示例性實(shí)施例包括一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：氫存儲(chǔ)罐，所述氫存儲(chǔ)罐封裝氫存儲(chǔ)材料，所述氫存儲(chǔ)材料包括具有可解吸的氫的至少一種吸氫材料；氫消耗裝置，所述氫消耗裝置從所述氫存儲(chǔ)罐接收第一氫氣流；和催化加熱器，所述催化加熱器接收氧氣流和來(lái)自所述氫存儲(chǔ)罐的第二氫氣流。催化加熱器可包含催化劑，所述催化劑利于第二氫氣流和氧氣流的燃燒以產(chǎn)生熱量。所述第二氫氣流和所述氧氣流的燃燒產(chǎn)生的熱量中的至少一些可傳輸給所述氫存儲(chǔ)材料以從所述至少一種吸氫材料解吸所述可解吸的氫中的至少一些。

[0010]本發(fā)明的其它示例性實(shí)施例將通過(guò)下文提供的詳細(xì)說(shuō)明而變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，所述詳細(xì)說(shuō)明和具體示例雖然公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是僅僅用于說(shuō)明目的，而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說(shuō)明

[0011]通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明和附圖將更充分地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施例。附圖中：

[0012]圖1是用于提供熱給氫存儲(chǔ)材料的輔助加熱系統(tǒng)的示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例采用間接加熱。

[0013]圖2是催化加熱器的分解透視圖，所述催化加熱器能夠間接地提供熱給根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫存儲(chǔ)材料。