[发明专利]一种多平台压型储氢装置及其制造方法

说明书

一种多平台压储氢装置及其制造方法，该装置包括换热箱和声光提示系统，换热箱内设有多平台压储氢罐组合，换热箱通过换热管路外接有换热器，换热箱通过换热器传送外接热源的热量，换热管路上设有用于监测换热箱内温度的温度传感器；多平台压储氢罐组合通过并联设置的氢气管路对外供氢，氢气管路上设有用于监测氢气气压的压力传感器；温度传感器和压力传感器分别将电信号传输至声光提示系统并计算出剩余储氢量，在氢气即将用尽时声光提示系统发出声光提醒。本发明中，不同平台压的储氢罐由高到低依次进行放氢，依次从高到低占据不同的平台压，不同平台压储氢罐的储氢量均经过预先设计和标定后，即可根据氢气压的变化，得出储氢装置中剩下的氢气量。

技术领域

本发明涉及储氢技术领域，具体涉及一种多平台压型储氢装置及其制造方法。

背景技术

目前，已实用化的储氢方式主要有三种：气态储氢、液态储氢以及基于储氢合金的固态储氢。与其他储氢方式相比，固态储氢技术具有体积储氢密度高、压力低、安全性好、氢气纯度高等优点，是储氢技术发展的重要方向。气态储氢与液态储氢很容易测量剩余的氢气量，可提前进行加氢操作。

高压气态储氢对罐体的强度要求较高，低温液态储氢对罐体的隔热能力需求较高，这些特性决定了气态和液态储氢罐的设计要求高。与气态储氢相比，固态储氢的压力低，安全性好；与液态储氢相比，固态储氢可在常温下储放氢，无需设计隔热层。

固态储氢罐的储氢介质为储氢合金，其剩余储氢容量与温度压力紧密相关，同时储氢合金放氢吸热，因此，剩余储氢量监测和放氢过程中的传热是固态储氢需要解决的重要问题之一。

(1)剩余储氢量监测

储氢合金在释放氢气时，存在一个稳定的平台压，这个特性决定了固态储氢装置在使用的过程中，氢气的气压比较稳定，难以通过气压的变化实时监控储氢装置内剩余的储氢量，随之出现的就是无法准确安排充氢的时间，在氢气即将用尽时，出现气压猝降导致无法稳定供氢。

(2)放氢过程中的热量供应

放氢过程中需要吸收大量的热量。例如，LaNi₅储氢合金材料在放氢过程中，伴随30.8kJ/mol H₂的吸热效应，导致材料本身的温度急剧下降。氢气平台压的迅速下降，大大降低了放氢速度及气压。使用外接热源进行加热时，储氢装置整体的升温需要一定的时间，影响稳定供氢。

例如，CN110788329A中公开的“含碳复合储氢合金及其制备方法、复合固态储氢罐及储放氢性能测试方法”中，储氢装置并未考虑压力监测及低温启动的问题。其他如CN110788330A、CN110788331A中，也未考虑相关问题。

综上所述，提供一种可以监测储氢容量且启动热量需求较低的储氢装置，通过多种不同放氢平台压储氢合金的储氢罐并联组合，使具有不同放氢平台的储氢罐依次由高压到低压逐步放氢，并在平台压降到一定程度时发出提示，避免因供氢压力猝降影响氢气的稳定供应，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种多平台压储氢装置，其特征在于，包括换热箱4和声光提示系统9，其特征在于，换热箱4内设有多平台压储氢罐组合，换热箱4通过换热管路外接有换热器5，换热箱4通过换热器5传送外接热源的热量，换热管路上设有用于监测换热箱4内温度的温度传感器7；多平台压储氢罐组合通过并联设置的氢气管路6对外供氢，氢气管路6上设有用于监测氢气气压的压力传感器8；温度传感器7和压力传感器8分别将电信号传输至声光提示系统9并计算出剩余储氢量，在氢气即将用尽时声光提示系统9发出声光提醒。

优选的，多平台压储氢罐组合包括高平台压储氢罐1、中平台压储氢罐2和低平台压储氢罐3，高平台压储氢罐1、中平台压储氢罐2和低平台压储氢罐3具有相同基本结构且均包括储氢材料11、罐体12、过滤片13、阀门14和罐口封头15。