[發(fā)明專利]一種以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置

無效

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• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103879958A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 熊智濤;胡大強;陳萍;吳國濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發(fā)明涉及儲氫及制氫的能源領域，具體是使用一種或兩種具有高含氫量的儲氫材料，通過程序控制化學反應放氫，實現(xiàn)可控釋放所含氫量。

背景技術

在建立未來可持續(xù)，可再生的新能源體系中，氫以其儲量豐富、燃燒熱值高、無污染等優(yōu)點而成為新體系能量載體的選擇之一。通過使用氫能人們試圖建立一個基于氫的循環(huán)體系以替代現(xiàn)有的碳循環(huán)體系，從而實現(xiàn)二氧化碳零排放。在該循環(huán)過程中，設想利用風能、太陽能、潮汐能、地熱等自然能源將水轉化為氫和氧；氫被儲存并輸送至產(chǎn)能裝置處，重新與大氣中的氧結合，產(chǎn)生能量并再生出水，進而完成一個循環(huán)過程。可以看出，氫氣儲存是其中的關鍵技術之一，是自然能的化學儲存形式。目前隨著燃料電池、氫內燃機等技術的日漸成熟，汽車工業(yè)確定的氫動力汽車發(fā)展戰(zhàn)略僅面臨著解決氫源系統(tǒng)這一難題。美國能源局制定的車載儲氫系統(tǒng)技術要求中則明確指出，系統(tǒng)的重量能量密度應在6.5%（重量比）以上，從而確保氫動力汽車在行駛里程上匹敵于現(xiàn)有的汽、柴油車。就儲氫材料而言，其能量密度則要求在9%（重量比）以上。為達到這一實用需要，近些年，科研人員研發(fā)出一系列由輕質元素構成的具有較高含氫量的復合氫化物，它們被稱為高容量儲氫材料。其中一部分材料在室溫即可通過正負氫作用釋放出可觀量氫氣，如金屬胺基化合物（amide）-氫化物（hydride）復合體系。在該體系中，胺基化合物中的氮具有高電負性，這使得與其鍵聯(lián)的氫帶正電荷，即為正氫；而氫化物尤其是離子型氫化物的氫帶負電荷，即為負氫。兩種電荷相反的氫結合成氫氣的勢能巨大，從而驅動胺基化合物與氫化物在較低溫度下通過固相作用實現(xiàn)放氫。這一正負氫作用放氫機制目前得到廣泛認可，在其指導下不少新型儲氫或制氫復合體系被成功開發(fā)。相較于傳統(tǒng)金屬氫化物單體，這些復合儲氫體系具有放氫溫度低，放氫速度快的特點，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢捎跉涞奶右菟俣群芸欤^快的放氫速度在實際應用中有極大的危險性。此外，部分復合體系脫氫反應會伴隨大量反應熱的釋放，而這將可能導致反應失控，從而增加放氫風險。因此，急需研制針對這類高容量儲氫體系的可控制氫、放氫裝置，以確保該儲氫材料在實際使用中的安全性和可靠性。

本發(fā)明正是基于以上考慮，設計出一種可控的制氫裝置，以滿足含有正負氫的高容量儲氫體系快速可靠放氫。。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是設計一種可用于高容量儲氫材料安全可控放氫的裝置。該裝置主要解決材料脫氫速度及脫氫量控制，實現(xiàn)溫度調控，調控放氫速度，以匹配用氫需要。

一種以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：主要由以下各部分構成：原料儲罐A、原料儲罐B、反應罐、攪拌器、攪拌池、加熱層、廢料回收罐；

原料儲罐A和原料儲罐B均置于反應罐上方，原料儲罐A和原料儲罐B分別與反應罐上方的兩個原料入口之間通過管道連接；于反應罐的上部設有氫氣出口；

攪拌池為上端開口的U字型容器，其置于反應罐內的中下部，原料儲罐A和原料儲罐B內的原料依靠重力流入反應罐中的攪拌池內混合反應；攪拌池底部設有可向下翻轉的翻板，作為物料排出口；

于反應罐內設有攪拌器，攪拌器的攪拌槳伸入到攪拌池內部，

于反應罐外側壁上設有加熱層，于反應罐底部設有排放廢棄物料的物料出口；反應罐底部的物料出口與廢料回收罐通過管道連接，反應罐內的廢棄物料依靠重力流入廢料回收罐中。

所述的以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：于反應罐上部的氫氣出口管道上安裝有壓力表和電控閥門；于反應罐上方安裝有安全閥；

于原料儲罐A與反應罐之間的連接管道上設有電控閥門，于原料儲罐B與反應罐之間的連接管道上設有電控閥門；于反應罐與廢料回收罐之間的連接管道上設有電控閥門。

所述的以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：

所述的攪拌池底部的翻板與攪拌池側壁為活動連接，翻板與一驅動電機相連，驅動電機與一控制電路信號連接，可通過電路系統(tǒng)控制底部翻板的翻轉，實現(xiàn)傾倒廢料；

攪拌池底可電控打開將廢料卸到廢料回收罐中。

所述的以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：

所述控制電路分別與電控閥門和攪拌器信號連接，整個裝置由電路系統(tǒng)實現(xiàn)程序化控制。

所述的以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：原料儲罐A、原料儲罐B、反應罐下部均為倒錐形，于錐形頂角處均分別設有物料出口。6.如權利要求1所述的以高容量儲氫材料為氫源的可控制氫裝置，其特征在于：