[发明专利]用于存储固态氢的系统

说明书

一种用于存储固态氢的系统，包括：固态储氢颗粒，包括磁性材料并在其中存储固态氢；围绕固态储氢颗粒的内容器；以及围绕内容器的线圈，其中，当向线圈供应电流时，电流与包括在固态储氢颗粒中的磁性材料反应以形成感应磁场，从而加热固态储氢颗粒。

技术领域

本公开涉及用于存储固态氢的系统，并且更具体地，涉及使得能够通过将感应磁场施加到其中均匀地分散磁性材料的固态储氢材料来实现均匀的热控制的用于存储固态氢的系统。

背景技术

对常规化石燃料资源的依赖性和所产生的污染导致迫切需要更清洁的燃料资源以用于更安全的能源未来。氢作为常规化石燃料的替代品之一受到关注。

使用氢作为其燃料的氢电池车辆需要在有限的空间中存储尽可能多的氢以增加车辆的里程。因此，氢气主要被压缩并存储在车辆中。这里，存储氢的一般方法是压缩气态氢并将压缩后的氢存储在高压罐中。以这种方式，可以在低压和小体积的条件下存储相同的氢容量，并且因此已经积极地进行研究以吸留(occlude)固体化合物中的氢。

用于以固态存储氢的固体化合物(即金属氢化物)包括酰胺锂族、氢化镧镍(LaNi₅H₆)、氢化钠铝(NaAlH₄)、酰胺镁(Mg(NH₂)₂)等。然而，当氢被吸留在这样的固体化合物中时，发生反应热。

该反应热是放热反应，并且影响周围固体化合物的结构，这减慢了氢被吸留在固体化合物中的反应速率。

当氢被吸留并存储在固体化合物中时，发生以上放热反应；然而，当氢燃料车辆被驱动并释放氢时，发生吸热反应以吸收周围固体化合物的热量。

这里，固体化合物需要被供应额外的热量以达到其反应温度。然而，当利用车辆的废热时，难以将热量供应到固体化合物的反应温度。为了解决该问题，需要除去或供应热量的热交换器。

同时，固体化合物可以以各种形式(诸如粉末或颗粒)填充在高压罐中。这里，为了存储尽可能多的氢，需要将尽可能多的固体化合物填充在内部高压容器中。为此目的，通常使用以下方法：将粉末或颗粒压缩成块状而不是由于其大的内部孔而呈块状的块状粉末形式，并且然后将该块状布置在容器中。

在大多数情况下，优选将热交换器和固体化合物适当地设置在高压罐中，使得罐中发生的反应热被设置在罐中的有限空间中的热交换器除去。然而，当使用内部加热器管等时，难以在其中具有均匀的热交换。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于存储固态氢的系统，该系统使得能够通过将感应磁场施加到其中均匀地分散磁性材料的固态储氢材料来实现均匀的热控制。

根据本公开的实施方式，一种用于存储固态氢的系统，包括：固态储氢颗粒，包括磁性材料并在其中存储固态氢；围绕固态储氢颗粒的内容器；以及围绕内容器的线圈，其中，当向线圈供应电流时，电流可以与包括在固态储氢颗粒中的磁性材料反应以形成感应磁场，从而加热固态储氢颗粒。

固态储氢颗粒可以包括固态储氢材料，磁性材料均匀地混合到该固态储氢材料中。

用于存储固态氢的系统还可以包括：电源，向线圈供应电流；以及控制器，根据氢是存储在固态储氢颗粒中还是从固态储氢颗粒释放来控制从电源向线圈的电流的供应。

用于存储固态氢的系统还可以包括形成为管状的第一冷却管，该第一冷却管具有布置在其中的线圈，并且通过在其中循环的冷却流体来冷却固态储氢颗粒。

第一冷却管可以包括：围绕线圈的第一管；以及第二管，该第二管在与第一管间隔预定距离的状态下围绕第一管并且具有在第二管中循环的冷却流体。

第一冷却管可以围绕内容器的外侧。