[發明專利]金屬氫化物儲氫罐

有效

• 申請號: 202110822520.0
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113669620B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 楊波;盧彥杉;何彬彬;江軍;潘軍;鄭海光
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C1/00;F17C13/04;F17C13/00
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 唐清凱

本發明涉及一種金屬氫化物儲氫罐，包括：罐體、多個儲氫合金模塊以及記憶合金應變緩沖復位器，其中罐體能夠收容多個儲氫合金模塊，多個儲氫合金模塊能夠與氫氣反應生成金屬氫化物實現氫氣存儲，記憶合金應變緩沖復位器能夠緩沖儲氫合金模塊吸氫過程產生的膨脹應力，并在儲氫合金模塊放氫時恢復形狀使得儲氫合金模塊恢復原有外形，確保儲氫合金粉末在罐體內均勻分布。上述金屬氫化物儲氫罐，制作加工容易，吸放氫速度快，通過記憶合金應變緩沖復位器能夠減緩儲氫合金模塊吸氫膨脹對罐體產生的過大應力，同時也能夠防止儲氫合金粉末在罐體內的局部聚集產生的應力集中，從而保證金屬氫化物儲氫罐的安全性以及延長金屬氫化物儲氫罐的使用壽命。

技術領域

本發明涉及儲氫技術領域，特別是涉及金屬氫化物儲氫罐。

背景技術

氫能被視為人類未來的理想能源，但是氫氣的儲存與運輸是氫能應用面臨的主要瓶頸之一，亟需技術攻關。目前，儲氫方式主要有三種：高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫以及金屬氫化物固態儲氫。其中，金屬氫化物固態儲氫技術是利用氫氣與儲氫合金的反應來實現氫氣的儲存。與其它儲氫方式相比，金屬氫化物固態儲氫技術具有儲氫密度高、工作壓力低、安全性高等優點，為氫能的推廣應用帶來了契機。

目前金屬氫化物儲氫罐設計的一個重要難題在于儲氫合金吸氫膨脹對金屬氫化物儲氫罐罐體的影響。儲氫合金吸氫后體積將發生膨脹，如LaNi₅儲氫合金吸氫后體積膨脹約25％，會對金屬氫化物儲氫罐的罐體產生額外的應力，如果應力過大，則可能產生不可逆轉的塑形變形甚至破裂，導致金屬氫化物儲氫罐的損壞。此外，儲氫合金在吸/放氫過程中經過反復膨脹/收縮及重力的作用，儲氫合金粉末會逐漸發生沉降，導致儲氫合金粉末在儲氫罐內某些部位聚集，聚集的儲氫合金在吸氫膨脹時會對罐體的局部施加更大的應力，導致罐體發生塑形變形甚至破裂失效。因此，如何消除儲氫合金吸氫膨脹對金屬氫化物儲氫罐罐體產生過大應力，以及保持儲氫合金粉末在儲氫罐內均勻分布，避免儲氫罐罐體過量塑性變形，是保證金屬氫化物儲氫罐安全性、提高使用壽命的關鍵。

發明內容

基于此，提出一種金屬氫化物儲氫罐，以此減緩或消除儲氫合金吸氫膨脹對罐體施加過大應力，同時防止儲氫合金粉末在儲氫罐內的局部聚集，保持儲氫合金粉末在儲氫罐內均勻分布，進而提高金屬氫化物儲氫罐的安全性以及延長金屬氫化物儲氫罐的使用壽命。

一種金屬氫化物儲氫罐，所述金屬氫化物儲氫罐包括：

罐體，包括腔體及與所述腔體連通的進出氣口，所述進出氣口上設置有控制閥；

多個儲氫合金模塊，包括由儲氫合金粉末均勻填充的儲氫合金粉末層，多個所述儲氫合金模塊沿所述罐體高度方向依次堆疊于所述腔體內，每個所述儲氫合金模塊設有至少一個沿所述罐體高度方向并貫通所述儲氫合金模塊的通孔，多個所述儲氫合金模塊各自的所述通孔沿所述罐體高度方向相對應并連通形成至少一條安裝通道；以及

記憶合金應變緩沖復位器，設置在所述安裝通道內，當所述儲氫合金模塊中的所述儲氫合金粉末吸氫導致所述儲氫合金模塊發生膨脹時，所述記憶合金應變緩沖復位器能夠通過收縮緩沖所述儲氫合金模塊膨脹并吸收膨脹帶來的應力；當所述儲氫合金模塊中的所述儲氫合金粉末放氫時，所述儲氫合金模塊與所述記憶合金應變緩沖復位器同時被加熱，所述記憶合金應變緩沖復位器能夠恢復原有形狀，對所述儲氫合金模塊施加作用力使得所述儲氫合金模塊恢復原有外形。