一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶的制作方法

本技术涉及储氢，具体为一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶。

背景技术：

1、随着世界各地能源消费总量急剧增加，传统能源如石油、天然气、煤炭等化石燃料面临匮乏的问题日趋严重，且化石燃料过度使用对环境造成的严重负面影响也日益得到重视。新能源的开发成为了目前解决能源问题的不二之选，氢能源的显著优点是可再生、能量密度高和低碳或零碳，其可以有效解决目前面临的能源短缺、温室效应和大气污染等问题，其开发、储运和利用得到了世界的广泛关注。

2、与高压储氢和液态储氢相比，固态储氢的容器更易密封且储氢密度高，是更有前景的储氢方式。固态储氢瓶中进行的吸放氢过程是化学过程，在过程中伴随着巨大的热量释放和吸收，反应过程中产生的或需要的热量如果不能及时且均匀地得到释放或供给，吸放氢的速率将会受到影响甚至停止，因此增强储氢材料与外界的换热性能十分重要。此外，储氢瓶内的高温高压及氢气的高流速会增加“氢脆”这一现象发生的可能性。

3、因此，如何选用特殊材料来制造导气管，并通过优化储氢瓶的设计来同时实现延长储氢瓶的使用寿命和获得更优秀的换热性能，提高储氢瓶的安全性成为目前亟需解决的问题。

4、有鉴于此，现设计一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，以解决上述背景技术中提出的现有的固态储氢容器存在的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，包括瓶体、瓶颈、导气管、若干组铝网和石英棉层；

3、所述瓶体内侧固定连接有铝制隔板，瓶体内侧通过铝制隔板分隔成内腔和外腔；

4、所述内腔内存放有储氢材料，所述外腔内存放有强化换热工质；

5、所述瓶颈的下端通过螺纹结构与瓶体顶部内壁相连接，瓶颈的顶部开口处安装有瓶口阀；

6、所述导气管设置在内腔中，导气管的上端与所述瓶口阀相连接；

7、若干组所述铝网轴向分层水平布置，铝网内侧与导气管接触处切线垂直布置，铝网外侧与铝制隔板紧密贴合；

8、所述石英棉层填充于瓶颈内侧与最上层铝网之间。

9、优选的，所述瓶体直径自上而下逐渐增大，所述铝制隔板与瓶体中轴线夹角为5-15°，瓶体外壁与瓶体中轴线的夹角为10-25°。

10、优选的，所述导气管的底部与瓶体内底面相分离，导气管的外径长度为瓶体最大外径长度的1/15-1/10。

11、优选的，所述导气管的材质包括但不限于纤维复合材料、无铬锌铝涂层的金属管件、采用淬火和回火工艺的低强度无缝钢管或蒙乃尔合金等。

12、优选的，所述铝网为波浪形结构，铝网厚度为0.05mm-2mm，铝网网孔直径为5um-10um。

13、优选的，所述储氢材料包括但不限于金属氢化物。

14、优选的，所述强化换热工质包括但不限于水、丙酮、酒精等，外腔(12)内部压力为0.1mpa-1.5mpa，外腔(12)内部充液率为90％-95％。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

16、1、该立式强化换热金属氢化物储氢瓶在外腔内增加了强化换热工质，较高的充液率更容易满足储氢瓶内储氢材料在吸放氢时所需的热交换，避免可能发生的因换热不及时或内层空间温度分布不均匀可能导致的反应不充分或反应速率降低甚至停止反应的问题，也加快了储氢瓶在系统中的响应速率；

17、2、该立式强化换热金属氢化物储氢瓶对外腔进行了加压处理，在内腔空间压力和储存地气压之间增加了缓冲空间，降低了储氢罐与外界的压差，增强了安全性；

18、3、该立式强化换热金属氢化物储氢瓶的瓶体直径由上至下逐渐增大，该设计使得瓶体下部储氢材料和强化换热工质多，降低了重心，更利于立式摆放的同时，瓶体下部换热面积更大，优化了储氢瓶不同位置处的换热性能，更利于储氢瓶与外界换热，提高了安全性；

19、4、该立式强化换热金属氢化物储氢瓶选用不易发生“氢脆”现象的特殊材料，在保证安全性的同时延长了储氢瓶的使用寿命，加入导气管使吸放氢时反应近乎逐层进行，反应更充分，同时由于压差的存在，导气管内和瓶体内层空间的氢气流速有所增大，增强了换热并使内层空间温度分布更加均匀，加快了反应速率；

20、5、该立式强化换热金属氢化物储氢瓶通过储氢瓶内放置多层铝网，铝网在加强内层空间金属氢化物与外层空间热交换的同时，也令瓶体内部氢气流动加速，加快了反应速率。

技术特征：

1.一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：包括瓶体(1)、瓶颈(3)、导气管(4)、若干组铝网(5)和石英棉层(6)；

2.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述瓶体(1)直径自上而下逐渐增大，所述铝制隔板(2)与瓶体(1)中轴线夹角为5-15°，瓶体(1)外壁与瓶体(1)中轴线的夹角为10-25°。

3.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述导气管(4)的底部与瓶体(1)内底面相分离，导气管(4)的外径长度为瓶体(1)最大外径长度的1/15-1/10。

4.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述导气管(4)的材质包括但不限于纤维复合材料、无铬锌铝涂层的金属管件、采用淬火和回火工艺的低强度无缝钢管或蒙乃尔合金等。

5.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述铝网(5)为波浪形结构，铝网(5)厚度为0.05mm-2mm，铝网(5)网孔直径为5um-10um。

6.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述储氢材料(13)包括但不限于金属氢化物。

7.根据权利要求1所述的一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，其特征在于：所述强化换热工质(14)包括但不限于水、丙酮、酒精等，外腔(12)内部压力为0.1mpa-1.5mpa，外腔(12)内部充液率为90％-95％。

技术总结
本技术公开了一种立式强化换热金属氢化物储氢瓶，该立式强化换热金属氢化物储氢瓶在外腔内增加了强化换热工质，较高的充液率更容易满足储氢瓶内储氢材料在吸放氢时所需的热交换，避免可能发生的因换热不及时或内层空间温度分布不均匀可能导致的反应不充分或反应速率降低甚至停止反应的问题，也加快了储氢瓶在系统中的响应速率，对外腔进行了加压处理，在内腔空间压力和储存地气压之间增加了缓冲空间，降低了储氢罐与外界的压差，增强了安全性，储氢瓶的瓶体直径由上至下逐渐增大，该设计使得瓶体下部储氢材料和强化换热工质多，降低了重心，更利于立式摆放的同时，瓶体下部换热面积更大，优化了储氢瓶不同位置处的换热性能。

技术研发人员：程永攀,王金新,李仕钰,张海
受保护的技术使用者：广东佳邑新能源科技有限公司
技术研发日：20230523
技术公布日：2024/1/15