[發明專利]一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的裝置及方法

有效

• 申請號: 202210371488.3
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114440124B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 高志杰;黃曉明;陳中傲;董正寶;于立國;李文晶
• 申請（專利權）人: 中氫華夏新能源技術（山東）有限公司
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的裝置及方法，儲氫時，向導液管中注入冷卻液體，并通過泵使冷卻液體在導液管中循環流動，對儲氫床體內的儲氫材料進行降溫，同時向儲氫罐體內充入氫氣，氫氣經過濾后進入儲氫罐體內，在低溫下實現儲氫；放氫時，通過無線溫度傳感器采集儲氫材料內的溫度，根據需要確定放氫速度和放氫溫度，以確定導液管內的液體溫度和流動速度，實現加熱放氫。

技術領域

本發明涉及儲氫放氫技術領域，具體涉及一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的裝置及方法，用于為氫燃料電動車提供動力。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

氫氣的儲存方法主要有高壓氣態儲存、低溫液態儲存和固體儲氫。其中，固體儲氫是通過物理吸附或者化學反應的方式將氫儲存在固體材料中。

目前固體儲氫技術尚未成熟，仍存在許多問題，如常規固體儲氫系統通過設置恒定溫度條件進行吸放氫，當吸放氫速率要求變化時，無法實時調節溫度，進而不易控制儲氫材料的吸放氫速率，難以保障儲氫罐內的溫度達到最佳吸放氫溫度，以提高工作效率。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的裝置及方法。在對儲氫罐進行充放氫過程時，通過溫度控制器對溫度進行調控來控制充放氫的速率，氣體流量計測量氫氣流量大小，提供多樣化的吸放氫狀態，在相應的情況下達到充放氫反應的合適效率完成吸放氫工作。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明提供一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的裝置，包括：儲氫罐體、若干層儲氫床體和氫氣過濾片，其中，

儲氫床體固定設置于儲氫罐體內，其筒體內填充有儲氫材料，且分層設置，儲氫材料層上分布有細密氣體通道；

筒體底部設置有無線溫度傳感器，筒體由導熱材料制成，且筒體外表面涂覆有高導熱鍍層；

導液管纏繞于筒體外側，導液管的進口端和出口端均通過進口延伸出儲氫罐體；

柔性包裹材料層包裹于筒體外壁上，層間床體側壁上設置用通孔；

氫氣過濾片設置于儲氫罐體的進口處。

第二方面，本發明提供一種基于溫度反饋調節的固體儲氫放氫的方法，儲氫時，向導液管中注入冷卻液體，并通過泵使冷卻液體在導液管中循環流動，對儲氫床體內的儲氫材料進行降溫，同時向儲氫罐體內充入氫氣，氫氣經過濾后進入儲氫罐體內，在低溫下實現儲氫；

放氫時，通過無線溫度傳感器采集儲氫材料內的溫度，根據需要確定放氫速度和放氫溫度，以確定導液管內的液體溫度和流動速度，實現加熱放氫。

上述本發明的一個或多個實施例取得的有益效果如下：

無線溫度傳感器、儲氫床體、泵與導液管組成的溫度可控系統可對儲氫罐體內的溫度實時傳遞與快速改變，在對儲氫材料吸放氫反應中的溫度進行測量與控制，通過調節反應溫度達到控制吸放氫反應的目的，對于在不同情況下對氫氣需求的不同，選擇合適的反應速率，釋放合適的氣體量來達到適用于不同狀況。

儲氫床體的筒體設置為圓筒形，其中空位置用于放置儲氫材料，每層間設有若干通孔通道進出氣體，增大氣體與儲氫材料的接觸面積，提高儲氫材料吸放氫速率，筒體外壁上涂覆有高導熱鍍層，可以有效提高導熱效率，以提高儲氫材料與導液管內液體之間的換熱效率。

筒體外壁上包裹有柔性包裹材料，一方面可以起到保溫作用，避免儲氫材料與周圍環境之間的熱交換；另一方面可以起到緩沖和保護作用，減少儲氫材料吸熱膨脹與筒體之間的硬接觸，減緩儲氫罐在車輛等應用工況下振動對儲氫材料的影響。