[發明專利]利用金屬儲氫材料氫能發電系統

在審

• 申請號: 201910493212.0
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110259539A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 賈鵬
• 申請（專利權）人: 上海柯來浦能源科技有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/08;F01K13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種利用金屬儲氫材料氫能發電系統，包括膨脹機、發電機、氫氣緩沖罐、至少一臺發電氣缸、蓄熱器和蓄冷器，發電機與膨脹機軸連接。缸體設有做功氫氣入口、做功氫氣出口、氮氣進口和氮氣出口，缸體內上活塞和下活塞將缸體分為可伸縮的上氫氣腔、氮氣腔和下氫氣腔。上氫氣腔的上部和下氫氣腔的下部裝有金屬儲氫材料。上氫氣出、入口和下氫氣出入口分別與蓄熱器和蓄冷器循環連通。做功氫氣出口連接到膨脹機入口，膨脹機出口通過氫氣緩沖罐連接到做功氫氣入口。本發明通過內裝上、下活塞的氣缸，以氫氣和氮氣為工作介質，利用金屬儲氫材料的吸放氫作用，驅動膨脹機做功發電，充分利用了大自然的能量，有利于節能減排和創造經濟效益。

技術領域

本發明屬于能量綜合利用技術領域，涉及一種利用金屬儲氫材料氫能發電系統。

背景技術

自然界充滿著無限的常溫能源，空氣、海水等無限量的常溫能源，具有開發潛力。地球上的能源絕大部分來自于太陽，在能源日益緊缺的今天，新的可再生綠色潔凈發電技術日益受到重視。現在新能源中，水能和風能發電技術應用較為普遍，技術也較為成熟。水電開發潛力不大，而風力又過于分散，只能在一些特定區域有用，而且水能和風能發電裝置投入很大，占地面積廣。空氣能已逐步進入人們的視野中，目前空氣能熱水器也得到了普遍應用，其原理就是利用空氣中的熱能，通過熱泵加熱水。但是利用空氣能發電的技術非常少，技術不夠成熟，難以推廣應用。

授權公告號為CN202055876U，授權公告日為2011年11月30日的中國實用新型專利公開了一種新能源太陽能熱力超臨界低溫空氣能發電裝置。包括吸熱器、膨脹發電機組、回熱器、冷卻器、增壓泵、制冷機及其管道附件及檢測和控制裝置，密閉系統內有氮氣或混合工質。工質經吸熱器成為高壓超臨界流體，經膨脹發電機組做功發電成為臨界狀態工質，經回熱器、冷卻器冷凝，由增壓泵壓入回熱器換熱再進吸熱器吸熱形成封閉循環發電系統。它也可以用于余熱廢熱地熱等中低溫熱源發電，工質用二氧化碳或混合工質。該實用新型專利能夠將空氣能轉化成推動發電機組轉動的動能，但是因冷卻器冷凝需要耗能，其系統能量轉換率變低，發電機發電量較小，實際推廣價值有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用金屬儲氫材料氫能發電系統，以氫氣、氮氣等為循環工質，利用金屬儲氫材料的吸氫/放氫特性產生的壓力差，推動活塞上下運動，驅動膨脹機做功發電，充分利用大自然能量，有利于節能減排和創造經濟效益。

本發明的技術方案是：利用金屬儲氫材料氫能發電系統，包括膨脹機、發電機和氫氣緩沖罐，發電機與膨脹機軸連接，發電接連接到外部電網和/或蓄電池。系統包括至少一臺氣缸、蓄熱器和蓄冷器，氣缸包括上端蓋、下端蓋和缸體，缸體設有做功氫氣入口、做功氫氣出口、氮氣進口和氮氣出口，做功氫氣入口、做功氫氣出口設有閥門。做功氫氣出口連接到膨脹機的氫氣入口，膨脹機的氫氣出口通過氫氣緩沖罐連接到做功氫氣入口。缸體的內部設有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞將缸體分為可伸縮的上氫氣腔、氮氣腔和下氫氣腔。上端蓋設有上氫氣出口和上氫氣入口，下端蓋設有下氫氣出口、下氫氣入口。上氫氣腔的上部設有格柵，格柵的上部裝有金屬儲氫材料，下氫氣腔的下部設有格柵，格柵的下部裝有金屬儲氫材料。上氫氣出口分別連接到蓄熱器和蓄冷器，連接管路設有閥門，蓄熱器和蓄冷器通過上氫氣循環泵連接到上氫氣入口，蓄熱器）和蓄冷器出口分別設有閥門。下氫氣出口分別連接到蓄熱器和蓄冷器，連接管路設有閥門，蓄熱器和蓄冷器通過下氫氣循環泵連接到氫氣入口，蓄熱器和蓄冷器出口分別設有閥門。

蓄熱器和蓄冷器替換為渦輪增壓機，述氣缸為四臺。每臺氣缸的上氫氣出口通過渦輪增壓機和氫氣循環泵分別連接到其余三臺氣缸的下氫氣入口，每臺氣缸的下氫氣出口通過渦輪增壓機和氫氣循環泵分別連接到其余三臺氣缸的上氫氣入口。氮氣進口和氮氣出口）與氮氣循環系統連接，氮氣循環系統設有空分設備、氮氣儲罐、氮氣緩沖罐和氮氣循環泵。系統設有氮氣保護罩，氮氣保護罩設有可燃氣體報警器和氮氣穩壓罐。氮氣保護罩加裝內保溫或/和外保溫，設備加裝外保溫或夾層保溫，管道加裝內保溫或外保溫或內外保溫。