[發明專利]一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐及其儲氫方法

在審

• 申請號: 201810136187.6
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108413247A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李東光;劉鎮寧;庫雯;盧國龍;王蜜;張立佳
• 申請（專利權）人: 北京華奧汽車服務股份有限公司
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/00;F17C5/06;F17C7/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐及其儲氫方法。本發明根據動物肺的“氣管??????支氣管??????肺泡”的分布結構設計外殼內部“主氣道???????支氣道??????固體儲氫材料”的空間位置，機械結構上促使儲氫設備的高容量和高效率充放氣；本發明在充放氫氣時改變了氫氣流道，保證充氣時氫氣與各個部分碳材料充分且均勻接觸，使罐體內部壓力相對均勻分布，提高了充放氣時的安全性，縮短充放氣時間，增大加氫速率；本發明能增加安全性，提高加氫速度，縮短加氫時間，提高充氣容量。

技術領域

本發明涉及儲氫技術，具體涉及一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐及其儲氫方法。

背景技術

目前車載儲氫技術主要有：高壓儲氫、液化儲氫、金屬氧化物儲氫、材料儲氫等，其中材料儲氫技術在儲氫能量體積密度、安全性、效率等方面均有明顯的優勢。近年來，活性炭、碳納米纖維、石墨烯等碳基儲氫材料得到了廣泛的關注和研究。碳材料與高壓氫氣均勻充分接觸是影響儲氣容量的重要影響因素之一，因此如何保證充氣時氫氣與各個部分碳材料充分接觸至關重要。

肺呼吸動物體的肺結構經過千萬年的進化，已經進化成比較高效、合理、完善的氣體交換體系，其“氣管-------支氣管------肺泡”的分布模式使得從呼吸道進入的氧氣能夠迅速且均勻到達各處支氣管末端，進入肺泡，同時肺泡里的二氧化碳氣體進入支氣管，呼氣從而排出體外。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐及其儲氫方法，從而在車載儲氫罐使用過程中能增加安全性，提高加氫速度，縮短加氫時間，提高充氣容量。

本發明的一個目的在于提出一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐。

本發明的仿動物體肺結構的車載儲氫罐包括：外殼、加注口、管道、固體儲氫材料和閥門；其中，外殼為內部中空的殼體，內部形成封閉的空間；在外殼的一端設置加注口，連通外殼的內部與外部；在外殼內設置管道，并且管道的一端平滑固接在加注口上；管道包括主氣道、N級支氣道和通氣孔，主氣道的內徑與加注口的內徑相等，主氣道的一端平滑固接在加注口上，主氣道的另一端連接多個第一級支氣道，全部或部分第一級支氣道的末端連接一個或多個第二級支氣道，全部或部分第二級支氣道的末端連接一個或多個第三級支氣道，以此類推，直至全部或部分第N-1級支氣道的末端連接多個第N級支氣道，從而使各級支氣道均勻分布在外殼內部的空間；主氣道和各級支氣道均為中空的圓筒；在主氣道和各級支氣道的管壁上設置有通氣孔；在主氣道和各級支氣道內填充有固體儲氫材料；在加注口的頂端設置閥門；當氫氣充氣時，部分氫氣首先被主氣道中的固體儲氫材料吸收，部分氫氣通過主氣道依次流向各級支氣道，進一步被各級支氣道內的固體儲氫材料吸收，飽和后溢出部分氫氣通過管道的通氣孔進入外殼內部空余部分；當氫氣放氣時，氫氣均勻地從各級支氣道中的固體儲氫材料中釋放到各級支氣道中，匯總到主氣道中，通過加注口釋放，各級支氣道內的氫氣從固體儲氫材料放出后，壓力減小，外殼內部空余部分的氫氣通過各級支氣道的通氣孔進入各級支氣道內，并反向依次流過各級支氣道至主氣道，并從加注口釋放，N為≥2的自然數。

外殼包括依次緊密套裝的隔離層、抗壓層和密封內襯；其中，最外層為保護層，采用硬度高且強度大的材料，如浸樹脂的高強度纖維塑料；中間為抗壓層，采用抗壓材料，如碳纖維樹脂增強材料、碳纖維陶瓷增強材料和硼纖維增強材料中的一種，以確保耐壓強度；最內層為密封內襯，采用有密封性能的材料，如無接縫超薄鋁內膽或塑料，從而實現對內部存儲的氫氣的密封。

管道采用稀土系、鎂系、鈦系、釩基固溶體和鋯系的儲氫合金中的一種，可吸收部分氫氣。管道的內徑為30～50mm；通氣孔的直徑為0.2～1mm。

固體儲氫材料采用高比表面積活性炭、石墨納米纖維和碳納米管中的一種。

本發明的另一個目的在于提供一種仿動物體肺結構的車載儲氫罐的儲氫方法。

本發明的仿動物體肺結構的車載儲氫罐的儲氫方法，包括以下步驟：