[发明专利]蓄热式合金储氢装置

说明书

本发明涉及储氢装置技术领域，尤其是涉及一种蓄热式合金储氢装置；包括储氢罐、蓄热模块、弹性模块和导热模块，储氢罐的内部填充有储氢合金，蓄热模块与储氢罐相对，弹性模块的两端分别与储氢罐和蓄热模块连接，弹性模块的两端分别与储氢罐和蓄热模块连接，导热模块的一端与蓄热介质连接，导热模块的另一端朝储氢罐的方向延伸，由于弹性模块具有可切换的压缩状态和拉伸状态，在进行充氢和放氢过程中，将弹性模块切换至压缩状态，使导热模块靠近储氢罐的一端与储氢合金形成热交换，在合金储氢装置处于非工作状态时，将弹性模块切换至拉伸状态，避免在非工作状态下向储氢合金供热，有效提升蓄热模块的能量利用率。

技术领域

本发明涉及储氢装置技术领域，尤其是涉及一种蓄热式合金储氢装置。

背景技术

随着能源危机的加剧和环保意识的加强，氢能的利用越来越受到广泛的关注。在氢的工程化应用过程中，氢的存储一直是研究的重点。目前，常用的储氢方式主要包括以下三种：高压气态储氢、低温液态储氢和以金属氢化物合金为储氢介质的固态储氢。金属氢化物储氢是利用氢气与合金储氢材料的反应来实现氢气的储存，与其他储氢方式相比，具有储氢密度高、安全性好、氢气纯度高等优点。合金储氢的原理在于合金(M)与氢气生成金属氢化物(MHx)。

金属与氢气的反应，是一个可逆的过程，正向反应吸氢、放热；逆向反应释氢、吸热。现有的合金储氢装置在应用中常用的技术手段为采用导热液提供或带走反应所需热量，维持氢气与合金的可逆反应。有些储氢合金如钛系、镁系合金，充放氢温度高、吸热量大，放氢动力学性能也比较差。尤其是镁系合金，虽然重量储氢密度可达6.5wt％，但是放氢温度在300℃左右，需要大量的热量，导致换热系统功耗大，经济性差，限制了其商业化应用。

一种有效地解决方案是采用蓄热的手段，将储氢合金在充氢工作中释放的能量高效的储存起来，再将储存的热量用于储氢合金释放氢气，考虑到过程中不可避免的能量损耗，部分氢气的释放可以采用以催化燃烧供热的方式补充热量。如公开号为CN01145323.0的专利文件提出的一种蓄热式储氢器，虽然采用了蓄热管储存能量，但由于蓄热管和合金储氢材料始终处于接触状态，导致蓄热管向合金储氢材料的热传递过程不易得到控制，即使在非工作状态下，蓄热管也会向合金储氢材料传递热量，使合金储氢材料放氢，导致蓄热管所蓄热量的利用率降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种蓄热式合金储氢装置，解决现有技术中蓄热式合金储氢装置的所蓄热量不易控制，导致所蓄热量的利用率不高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种蓄热式合金储氢装置，包括：

储氢罐，所述储氢罐的内部填充有储氢合金；

蓄热模块，具有蓄热的蓄热介质；

弹性模块，所述弹性模块的两端分别与所述储氢罐和所述蓄热模块连接，所述弹性模块具有可切换的压缩状态和拉伸状态；

导热模块，所述导热模块用于导热，所述导热模块的一端与所述蓄热介质连接，与所述蓄热介质形成热交换，所述导热模块的另一端朝所述储氢罐的方向延伸，所述弹性模块处于压缩状态时，所述导热模块与所述储氢合金形成热交换，所述弹性模块处于拉伸状态时，所述导热模块脱离与所述储氢合金的热交换。

可选地，所述储氢罐内设置有导热液，所述导热液与所述储氢合金连接，用于与所述储氢合金形成热交换，所述弹性模块处于压缩状态时，所述导热模块接触所述导热液，与所述导热液形成热交换，所述弹性模块处于拉伸状态时，所述导热模块远离所述导热液，脱离与所述导热液的热交换。

可选地，所述储氢罐的内部设置有导热腔，所述导热液填充于所述导热腔并位于所述导热腔远离所述蓄热模块的一端，所述导热模块靠近所述储氢罐的一端插设于所述导热腔，并与所述导热腔的侧壁形成间隔腔，所述导热模块可通过插入所述导热液，使所述导热液填充所述间隔腔。