一种模块化固态储氢单元及制作方法与流程

1.本发明涉及加氢站储氢领域，尤其涉及一种模块化固态储氢单元及制作方法。


背景技术：

2.随着氢能行业的快速发展，氢气的储存与运输一直是制约行业发展的瓶颈，氢气的运输一般是通过高压管束车或者低温液态的方式进行远距离的运输，但是高压氢气的运输方式运输量小，运输成本高，且运输过程中的风险较大，而低温液态的运输方式的技术门槛较高，且氢气难以做到长期低温保存。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供一种模块化固态储氢单元及制作方法；
4.一种模块化固态储氢单元，包括：
5.出氢口、外壳、进氢口、储氢材料、储氢材料上固定架、储氢材料下支撑架；
6.所述外壳呈立方体；所述出氢口和进氢口沿水平中心线对称安装于所述外壳的上下两表面；
7.所述储氢材料上固定架和储氢材料下支撑架分别与所述出氢口和进氢口相距一定距离，沿水平中心线对称固定安装于所述外壳的内部腔体；
8.所述储氢材料填充于储氢材料上固定架和储氢材料下支撑架形成的腔体中。
9.还包括：温度测量接口；所述温度测量接口一端连接储氢材料上固定架，另一端连接所述外壳上的开口处。
10.一种模块化固态储氢材料单元的制作方法，包括如下步骤：
11.s11：将镁基固态储氢材料切屑加工成金属微粒；
12.s12：将石墨粉碎加工成石墨微粒；
13.s13：将金属微粒和石墨微粒以5：1的比例方式混合，并加入沥青和树脂作为结合剂；
14.s14：以真空烧结的方式将步骤s13中的金属微粒、石墨微粒、结合剂制成蜂窝结构材料；
15.s15：将蜂窝结构材料通过切割加工成立方体结构储氢材料；
16.s16：将立方体结构储氢材料封装进模块化固态储氢单元的外壳内。
17.本发明提供的有益效果是：可以解决固态储氢材料的规模化应用，实现氢能源的的低成本，边界化运输，同时模块的结构使得氢能的应用更加灵活多变，大大降低了对于运输车辆的要求。同时该模块可以使用专用工业电磁加热设备进行氢气的吸附和释放。大大降低了固态储氢站或者加氢站的设计难度，具有广泛的应用前景。
附图说明
18.图1为本发明模块化固态储氢单元结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
20.本发明提供一种模块化固态储氢单元及制作方法。请参考图1，一种模块化固态储氢单元，包括：
21.出氢口1、外壳2、进氢口3、储氢材料4、储氢材料上固定架5、储氢材料下支撑架6；
22.所述外壳2呈立方体；所述出氢口1和进氢口3沿水平中心线对称安装于所述外壳2的上下两表面；
23.所述储氢材料上固定架5和储氢材料下支撑架6分别与所述出氢口1和进氢口3相距一定距离，沿水平中心线对称固定安装于所述外壳2的内部腔体；
24.所述储氢材料4填充于储氢材料上固定架5和储氢材料下支撑架6形成的腔体中。
25.一种模块化固态储氢单元，还包括：温度测量接口7；所述温度测量接口7一端连接储氢材料上固定架5，另一端连接所述外壳2上的开口处。温度测量接口7外接热电偶后用于测量单元内的温度；
26.一种模块化固态储氢材料单元的制作方法，包括如下步骤：
27.s11：将镁基固态储氢材料切屑加工成金属微粒；
28.s12：将石墨粉碎加工成石墨微粒；
29.s13：将金属微粒和石墨微粒以5：1的比例方式混合，并加入沥青和树脂作为结合剂；
30.s14：以真空烧结的方式将步骤s13中的金属微粒、石墨微粒、结合剂制成蜂窝结构材料；
31.s15：将蜂窝结构材料通过切割加工成立方体结构储氢材料；
32.s16：将立方体结构储氢材料封装进模块化固态储氢单元的外壳2内。
33.本发明的模块化固态储氢单元的基本原理是：
34.固态镁基合金材料在一定的温度t1时具有氢气吸附能力，能通氢气反应生成稳定的氢化镁，氢化镁可以在常温环境下稳定储存，而当氢化镁加热到温度t2时，会重新生成氢气和镁。
35.通过该单元可以实现氢气规模化的储存及运输，大大提升固态储氢材料的应用范围及使用效率。该单元可以以积木形式任意组合，然后通过传统的交通运输车辆进行运输，无需设计专门的交通运输工具。储氢模块内的氢氢材料为蜂窝状孔隙结构，这种结构有限的增加的了在吸附氢气时的接触面积，可以有有效的提高氢气的吸附效率。同时在储氢材料内参杂一定比例的石墨颗粒，由于材料中添加了石墨，石墨具有良好的导磁型，模块可以使用工业电磁加热设备进行加热，通过这种加热方式可以大大增加电能的利用效率，同时使得整个模块的受热更加均匀，提高氢气吸附的效率。
36.本发明的有益效果是：可以解决固态储氢材料的规模化应用，实现氢能源的的低成本，边界化运输，同时模块的结构使得氢能的应用更加灵活多变，大大降低了对于运输车辆的要求。同时该模块可以使用专用工业电磁加热设备进行氢气的吸附和释放。大大降低了固态储氢站或者加氢站的设计难度，具有广泛的应用前景。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和
原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种模块化固态储氢单元，其特征在于：包括：出氢口(1)、外壳(2)、进氢口(3)、储氢材料(4)、储氢材料上固定架(5)、储氢材料下支撑架(6)；所述外壳(2)呈立方体；所述出氢口(1)和进氢口(3)沿水平中心线对称安装于所述外壳(2)的上下两表面；所述储氢材料上固定架(5)和储氢材料下支撑架(6)分别与所述出氢口(1)和进氢口(3)相距一定距离，沿水平中心线对称固定安装于所述外壳(2)的内部腔体；所述储氢材料(4)填充于储氢材料上固定架(5)和储氢材料下支撑架(6)形成的腔体中。2.如权利要求1所述的一种模块化固态储氢单元，其特征在于：还包括：温度测量接口(7)；所述温度测量接口(7)一端连接储氢材料上固定架(5)，另一端连接所述外壳(2)上的开口处。3.一种模块化固态储氢单元的制作方法，用于制作如权利要求1-2任一项所述的一种模块化固态储氢单元，其特征在于：包括如下步骤：s11：将镁基固态储氢材料切屑加工成金属微粒；s12：将石墨粉碎加工成石墨微粒；s13：将金属微粒和石墨微粒以5：1的比例方式混合，并加入沥青和树脂作为结合剂；s14：以高温真空烧结的方式将步骤s13中的金属微粒、石墨微粒、结合剂制成蜂窝结构材料；s15：将蜂窝结构材料通过切割加工成立方体结构储氢材料；s16：将立方体结构储氢材料封装进模块化固态储氢单元的外壳(2)内。

技术总结
本发明公开了一种模块化固态储氢单元及制作方法，包括：出氢口、外壳、进氢口、储氢材料、储氢材料上固定架、储氢材料下支撑架；所述外壳呈立方体；所述出氢口和进氢口沿水平中心线对称安装于所述外壳的上下两表面；所述储氢材料上固定架和储氢材料下支撑架分别与所述出氢口和进氢口相距一定距离，沿水平中心线对称固定安装于所述外壳的内部腔体；所述储氢材料填充于储氢材料上固定架和储氢材料下支撑架形成的腔体中。本发明有益效果是：实现氢能源的的低成本，边界化运输，大大降低了固态储氢站或者加氢站的设计难度。氢站或者加氢站的设计难度。氢站或者加氢站的设计难度。


技术研发人员：方沛军 宣锋 崔亮亮 姜方 伍远安 曹俊
受保护的技术使用者：上海氢枫能源技术有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/2/28