[發明專利]一種基于合金儲氫的供氫系統及供氫方法

在審

• 申請號: 202211463395.X
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115899560A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 張浩;曾輝;陳思安;李海港;王臻
• 申請（專利權）人: 武漢氫能與燃料電池產業技術研究院有限公司;武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/00;F17C13/02;H01M8/04082
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 盧旺

本發明公開了一種基于合金儲氫的供氫系統及供氫方法，包括：供氫組件包括氫氣集裝格、反應器本體及至少一個用于配合放氫和儲氫的合金件，反應器本體的內部開設有至少一個氫氣通道，氫氣通道與氫氣集裝格的內部相連通，制熱組件包括緩沖罐和燃燒器，緩沖罐具有進氣端和出氣端，緩沖罐的進氣端與氫氣通道相連通，用于往緩沖罐內補充氫氣，燃燒器連接于反應器本體，且燃燒器的內部與緩沖罐的出氣端相連通，用于供氫氣發生催化燃燒反應并將其反應所產生的熱量供給合金件，以配合氫氣集裝格的活化放氫，制冷組件連接于燃燒器，用于將燃燒器產生的熱量轉化為制冷量并作用于合金件，以配合緩沖罐的降溫儲氫。本發明能解決使用場景受限且適用性差的問題。

技術領域

本發明涉及氫氣的儲存、運輸及供給技術領域，尤其涉及一種基于合金儲氫的供氫系統。

背景技術

合金儲氫使用時壓力低，氫氣純度高，操作方便，可以大幅提升氫能利用的安全性、可靠性和維護便利性，是最有發展前景的儲氫方式。

由于儲氫合金導熱系數很小，傳統的合金儲氫罐一般使用外浸式或內置換熱翅片管的方式進行換熱，合金床層間隔距離大導致熱阻很大，容易造成罐體內溫度分布不均勻，影響合金儲氫罐充放氫性能。儲氫合金放氫時發生吸熱反應，充氫時發生放熱反應，不能及時提供或移走所需的熱量，充放氫反應會逐步減緩甚至停止。例如申請號為：CN201910060601的中國發明專利，提出了一種溫度補償式合金儲氫供氫系統，供氫裝置需配備外接循環水系統進行換熱。例如申請號為：CN202010386531的中國發明專利，提出了一種熱量自循環利用的海上合金儲氫氫氣補給系統及方法，充氫時需啟動制冷機組提供冷卻水。上述供氫裝置需外接大功率動力電、循環水系統或制冷機組，結構復雜，能耗高，在不滿足外界環境要求的場合使用受限。

因此，亟需一種基于合金儲氫的供氫系統及供氫方法，用于解決現有技術中因需要外部換熱或制冷設備來實現供氫系統的運作，從而導致使用場景受限且適用性差的問題。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種基于合金儲氫的供氫系統及供氫方法，解決現有技術中因需要外部換熱或制冷設備來實現供氫系統的運作，從而導致使用場景受限且適用性差的技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種基于合金儲氫的供氫系統，包括：

供氫組件，包括氫氣集裝格、反應器本體及至少一個合金件，所述反應器本體的內部開設有至少一個氫氣通道，且所述氫氣通道與所述氫氣集裝格的內部相連通，所述合金件內置于所述氫氣通道，用于配合放氫和儲氫；

制熱組件，包括緩沖罐和燃燒器，所述緩沖罐具有進氣端和出氣端，所述緩沖罐的進氣端與所述氫氣通道相連通，用于往所述緩沖罐內補充氫氣，所述燃燒器連接于所述反應器本體，且所述燃燒器的內部與所述緩沖罐的出氣端相連通，用于供氫氣發生催化燃燒反應并將其反應所產生的熱量供給所述合金件，以配合所述氫氣集裝格的活化放氫；

制冷組件，所述制冷組件連接于所述燃燒器，用于將所述燃燒器產生的熱量轉化為制冷量并作用于所述合金件，以配合所述緩沖罐的降溫儲氫。

進一步的，所述制冷組件包括熱聲制冷件和蓄冷件，所述熱聲制冷件的內部與所述燃燒器的內部相連通，用于將燃燒器內產生的熱量轉化為制冷量，所述蓄冷件連接于所述熱聲制冷件，用于儲存所述熱聲制冷件轉化的制冷量。

進一步的，所述制冷組件還包括進氣管、出氣管及第一閥體，所述進氣管與所述蓄冷件的內部相連通，用于往所述蓄冷件的內部通入空氣，所述出氣管的兩端分別與所述反應器本體和蓄冷件相連通，用于將制冷量通入所述反應器本體，以配合所述合金件儲氫，所述第一閥體設于所述出氣管上，并連接于所述出氣管。

進一步的，所述制熱組件還包括換熱件，所述換熱件具有進氣端和出氣端，所述換熱件的進氣端連接于所述熱聲制冷件、出氣端連接于所述反應器本體，用于對經所述熱聲制冷件流出的高溫尾氣進行降溫并通入所述反應器本體，以配合所述合金件的活化放氫。