[发明专利]一种高压储氢方法、装置及系统

权利要求书

1.一种高压储氢方法，包含有多个用于储氢的毛细管，其特征在于，在每毛细管中原位合成金属有机骨架吸附材料或共价有机化合物吸附材料；再将多个毛细管呈阵列集成后形成一个储氢管束；从储氢管束的一端接入外部压缩氢气，将氢气存储于储氢管束中的各毛细管中。

2.根据权利要求1所述的高压储氢方法，其特征在于，所述的在所述毛细管内部原位合成金属有机骨架吸附材料的方法如下：

S1-1、将硝酸锌Zn(NO₃)₂ 6H₂O和4,4’,4”-苯-1,3,5-三酰三苯甲酸溶解在N,N-二乙基甲酰胺中，形成第一溶液；

S1-2、通过抽真空，使第一溶液进入所述毛细管内，在80～85℃反应两天，生成微小晶体，冷却后，倒出黄色溶液；

S1-3、用N,N-二甲基甲酰胺洗涤晶体2～4次，然后在氯仿中浸泡48～96小时；

S1-4、将浸泡后的晶体放入真空烘箱中，在110～120℃下干燥6～8小时，即得分布于毛细管中的金属有机骨架吸附材料。

3.根据权利要求1所述的高压储氢方法，其特征在于，所述的在毛细管内部原位合成共价有机化合物吸附材料的方法如下：

S2-1、将均三甲苯和二氧己环混合溶液与四(4-硼酸苯基)甲烷均匀混合，形成第二溶液；

S2-2、通过抽真空，使第二溶液进入所述毛细管内，在80～85℃反应80～110小时，得到白色沉淀Ⅰ，倒出剩余溶液；

S2-3、将得到的白色沉淀Ⅰ用无水四氢呋喃洗涤，之后室温下真空干燥脱去溶剂，即得分布于毛细管中的共价有机化合物吸附材料。

4.根据权利要求1所述的高压储氢方法，其特征在于，所述的在毛细管内部原位合成共价有机化合物吸附材料的方法如下：

S3-1、将均三甲苯和二氧己环混合溶液与四(4-硼酸苯基)硅烷均匀混合，形成第二溶液；

S3-2、通过抽真空，使第二溶液进入所述毛细管内，在80～85℃反应80～110小时，得到白色沉淀Ⅱ，倒出剩余溶液；

S3-3、将得到的白色沉淀Ⅱ用无水四氢呋喃洗涤，之后室温下真空干燥脱去溶剂，即得分布于毛细管中的共价有机化合物吸附材料。

5.根据权利要求2-4任一项所述的高压储氢方法，其特征在于，

所述S1-1中硝酸锌Zn(NO₃)₂ 6H₂O、4,4’,4”-苯-1,3,5-三酰三苯甲酸和N,N-二乙基甲酰胺的质量/体积配比为(17～20mg):(3.5～4.5mg):1mL；

所述S2-1中三甲苯、二氧己环和四(4-硼酸苯基)甲烷的体积/质量配比为1mL:1mL:(40～60mg)；

所述S3-1中三甲苯、二氧己环和四(4-硼酸苯基)硅烷的体积/质量配比为3mL:1mL:(50～60mg)。

6.一种高压储氢装置，其特征在于，包括多个储存氢气的毛细管(11)，所述毛细管(11)呈阵列集成后形成储氢管束(1)，所述储氢管束(1)的两端开口，并在每个所述毛细管(11)的内部原位合成金属有机骨架吸附材料或共价有机化合物吸附材料，所述储氢管束(1)的一端设有用于外部压缩氢气存入的进气转接器(2a)，另一端设有用于内部压缩氢气流出的出气转接器(2b)，每个所述毛细管(11)的两端分别与所述的进气转接器(2a)和出气转接器(2b)相导通。

7.根据权利要求6所述的高压储氢装置，其特征在于，所述毛细管(11)材料为镁硅玻璃、硼硅玻璃、熔融石英或聚合物中的一种，其拉伸强度α与材料密度ρ之比满足α/ρ＞1750MPa·cm³/g。

8.根据权利要求6所述的高压储氢装置，其特征在于，所述毛细管(11)的横截面形状为圆形、六边形或四方形中的一种，其直径或截面宽度为1μm-8mm；所述的金属有机骨架吸附材料或共价有机化合物吸附材料的粒径在1nm-5μm。