[發(fā)明專利]一種不銹鋼復(fù)合材料的儲(chǔ)氫裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410133662.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103972561A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華篷防爆科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/10
• 分類號(hào): H01M8/10;H01M8/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型能源，尤其是一種固態(tài)氫電池，具體涉及儲(chǔ)氫裝置。

背景技術(shù)

目前汽車的動(dòng)力普遍使用燃油，由于石油資源有限，人們不得不尋求新的替代能源，例如電能、太陽(yáng)能等等。作為汽車燃油的替代物，包括已知的液化石油氣和液化天然氣。使用這些替代物的汽車排放的有害氣體相對(duì)較少，但是仍然未能從根本上解決能源及污染的問(wèn)題。

氫氣作為燃料的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，氣態(tài)的氫非常容易爆炸。在氫動(dòng)力交通工具領(lǐng)域，可以將氫氣存儲(chǔ)在交通工具的車載高壓容器中。這樣的存儲(chǔ)系統(tǒng)在體積水平上效率不高，并且由于存儲(chǔ)壓力過(guò)高，例如5,000-10,000psi（大約350-700 Bar）的氣壓，因而存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出一種固態(tài)氫發(fā)電裝置，以固態(tài)氫作為能源，將固態(tài)氫轉(zhuǎn)化為電能，用電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)做功。本固態(tài)氫發(fā)電裝置通過(guò)配套相關(guān)的輔助裝置，如儲(chǔ)氫裝置、氫氣供應(yīng)裝置、發(fā)電電池裝置等，實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃油及降低廢氣排放的目的。

所述儲(chǔ)氫裝置包括儲(chǔ)氫瓶，儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)含有儲(chǔ)氫顆粒，該儲(chǔ)氫顆粒能將活化后的氫氣，以固態(tài)形式儲(chǔ)存起來(lái)，并在吸熱時(shí)釋出儲(chǔ)存的氫氣。所述儲(chǔ)氫顆粒具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔。儲(chǔ)氫瓶的一端設(shè)置有氣孔，氣孔內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾器。過(guò)濾器由金屬粉末燒結(jié)成型或是由不銹鋼微密網(wǎng)制成，可允許氫氣流通而過(guò)濾阻止其它氣體及雜質(zhì)進(jìn)入儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)。在將氫氣注入儲(chǔ)氫瓶時(shí)，氫氣經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)部，此時(shí)儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)含有的儲(chǔ)氫顆粒迅速吸收氫氣，經(jīng)過(guò)活化后，將大量氫分子轉(zhuǎn)化成固態(tài)氫而儲(chǔ)存于儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)部，使氫不再以高壓氣態(tài)的形式儲(chǔ)存，從而達(dá)到安全儲(chǔ)運(yùn)目的。

所述氫氣供應(yīng)裝置可通過(guò)儲(chǔ)氫瓶氣孔處的導(dǎo)氣管將儲(chǔ)氫顆粒儲(chǔ)存的固態(tài)氫以氣態(tài)氫分子方式釋出，送入發(fā)電電池裝置。

所述發(fā)電電池裝置與一般的電池結(jié)構(gòu)類似，只是所采用的材料不同。該裝置以多孔質(zhì)氫燃料極（陽(yáng)極）和空氣極（陰極）以及聚合物電解質(zhì)膜重疊形成發(fā)電電池裝置。在陽(yáng)極，氫分解為氫離子（質(zhì)子）和電子，聚合物電解質(zhì)膜僅允許質(zhì)子穿過(guò)而至陰極，電子沿外電路移到陰極，在陰極與氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)變成水（H2O）。在電子移動(dòng)過(guò)程中獲得電能。

本發(fā)明提供的儲(chǔ)氫技術(shù)和發(fā)電裝置有效地解決了氣態(tài)儲(chǔ)存方式所存在的一系列問(wèn)題，添補(bǔ)了該技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有創(chuàng)新性。該儲(chǔ)氫技術(shù)及發(fā)電裝置可用于各種交通工具，以其安全可靠、短時(shí)高效、經(jīng)濟(jì)便捷、環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。使用固態(tài)氫作為能源可以解決石油排放廢氣造成的環(huán)境污染，而且使用固態(tài)氫作為能源可以降低成本。

上述儲(chǔ)氫裝置所說(shuō)的儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)含有儲(chǔ)氫顆粒，該儲(chǔ)氫顆粒的平均直徑為20微米至200微米，具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔。在儲(chǔ)氫瓶的一端設(shè)置有氣孔，氣孔內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾器。所述儲(chǔ)氫瓶的殼體包括不銹鋼內(nèi)膽和碳纖維增強(qiáng)層，所述不銹鋼內(nèi)膽的壁厚1-10毫米，優(yōu)選7-9毫米。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氫顆粒的平均直徑為50微米至80微米。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氫顆粒是納米碳管、納米玻璃球、納米陶瓷。納米沸石、納米纖維或這些材料的混合物。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氫顆粒具有1至30微米的壁厚，優(yōu)選1至10微米的壁厚。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氫顆粒的壁為多孔壁，所述多孔壁中的孔徑為50埃-1000埃，優(yōu)選多孔壁中的孔徑為200埃-500埃。

進(jìn)一步地，所述過(guò)濾器由金屬粉末燒結(jié)成型制成，或由不銹鋼微密網(wǎng)制成，且含有金屬鈀。

進(jìn)一步地，所述碳纖維增強(qiáng)層的厚度為0.5-5mm。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電裝置示意圖。

圖中1儲(chǔ)氫瓶，2儲(chǔ)氧器，3發(fā)電電池裝置，12儲(chǔ)氫瓶氣孔，13過(guò)濾器，22儲(chǔ)氧器氣孔，31發(fā)電電池裝置的電能輸出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1所示為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電裝置示意圖。該裝置包括儲(chǔ)氫瓶1，儲(chǔ)氧器2和發(fā)電電池裝置3。儲(chǔ)氫瓶1和儲(chǔ)氧器2分別通過(guò)儲(chǔ)氫瓶氣孔12和儲(chǔ)氧器氣孔22與發(fā)電電池裝置3連接，儲(chǔ)氫瓶氣孔12內(nèi)設(shè)置過(guò)濾器13，發(fā)電電池裝置的電能輸出口31與電機(jī)連接。

所述儲(chǔ)氫瓶1內(nèi)含有儲(chǔ)氫顆粒，儲(chǔ)氫瓶1氣孔12與發(fā)電電池裝置3連接。

所述儲(chǔ)氧器2內(nèi)部?jī)?chǔ)存氧氣，儲(chǔ)氧器2氣孔22與發(fā)電電池裝置3連接。

所述發(fā)電電池裝置3以多孔質(zhì)氫燃料極（陽(yáng)極）和空氣極（陰極）以及聚合物電解質(zhì)膜疊合形成發(fā)電電池裝置，電能通過(guò)電能輸出口31與電機(jī)連接。