固态储氢设备的制作方法

本技术涉及一种固态储氢设备。

背景技术：

1、氢能作为终极绿色能源深受关注，同时也是实现“双碳”目标的有效途径。氢能的存储和运输是掣肘氢能发展的关键环节，固态储氢作为当下可以实用化的一种重要的储氢形式，具有高安全性、高体积储氢密度和高放氢纯度等独特优势。固态储氢是通过储氢合金与氢气发生可逆反应，形成金属氢化物，来实现氢气的存储。该反应在吸氢时会放出大量热量，放氢时需要吸收大量热量，如不能及时将吸氢放出的热量导出，或补充放氢所需的热量，反应都会受限，甚至停止。储氢合金在吸放氢过程中由于氢原子在晶格中的进出，会产生晶格膨胀和收缩，宏观上导致合金粉化，粉化后的储氢合金导热性能很差，一般不超过1w/(m·k)，是热的不良导体，进一步影响了储氢设备内部的热量传递。

2、cn116428515a公开了一种便于装卸料的固态储氢罐，包括储氢罐、螺旋换热管与导气过滤装置，储氢罐具有一罐口，罐口处设置有罐口凸环，储氢罐一侧设置有罐体凸台，罐体凸台设置有与储氢罐内部连通的换热管通孔，螺旋换热管呈螺旋结构绕设在储氢罐内，储氢罐内填充有储氢材料，螺旋换热管的管壁与储氢材料接触，螺旋换热管具有进液管口与出液管口，进液管口与出液管口贯穿设置在换热管通孔内，导气过滤装置可拆卸安装在储氢罐内，导气过滤装置包括过滤器端头、过滤器护罩与导气管，过滤器端头与罐口凸环可拆卸连接，过滤器护罩与导气管位于储氢罐内。该固态储氢罐是采用换热管导热模式来提高换热效果和储氢材料充放氢速率。

3、cn111720725a公开了一种固态储氢罐，包括罐体、储氢床体元件、导气管、过滤片和阀门。多个储氢床体元件在罐体内部叠放，每个储氢床体元件包括储氢材料层，导热层和柔性包裹层；储氢床体元件上设置有纵向的通孔，导气管放置于通孔内。导热层、柔性包裹层均为金属材质，起到增强储氢床体传热和稳定床体的作用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种固态储氢设备，该固态储氢设备可以提高吸、放氢性能。

2、本实用新型通过如下技术方案实现上述技术目的。

3、本实用新型提供一种固态储氢设备，包括：罐体、导热扇片和储氢材料；

4、所述导热扇片和所述储氢材料均设置在所述罐体内；

5、所述导热扇片包括本体部和扇片部；所述本体部竖向设置于所述罐体内，至少在所述本体部的一侧连接有所述扇片部，所述扇片部至少与所述罐体的内壁的一部分相贴合；所述导热扇片至少设置一片，其将所述罐体分隔成至少两个容纳空间；所述储氢材料填充在所述容纳空间内。

6、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述罐体设置为圆筒形结构；所述扇片部设置为弧形结构，其与所述罐体的内壁相贴合。

7、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述本体部为第一本体部，所述扇片部为第一扇片部；所述第一本体部设置为片状结构，在所述第一本体部的两侧分别设置有朝向相反的所述第一扇片部，所述第一扇片部与所述第一本体部之间平滑过渡连接；

8、所述导热扇片为两个以上；两个以上的第一本体部之间交叉设置。

9、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述本体部为第二本体部，所述扇片部为第二扇片部；所述第二本体部设置为片状结构，仅在所述第二本体部的一侧设置有所述第二扇片部，所述第二扇片部与所述第二本体部之间平滑过渡连接；

10、所述导热扇片为两个以上；两个以上的第二本体部之间交叉或相交设置。

11、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，还包括导热材料；所述导热材料分布于所述储氢材料之间；所述导热材料选自铝、铜及其合金中的一种。

12、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，还包括过滤装置，其设置在所述罐体的顶部，用于防止所述储氢材料和导热材料被所产生的氢气带出至所述罐体外。

13、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述过滤装置包括滤芯、阀门、第一固定件和第二固定件；所述阀门通过第一固定件与所述罐体相连；所述阀门内部设置有空腔，所述滤芯通过所述第二固定件固定于所述空腔内。

14、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述滤芯的材质选自多孔的金属烧结体、无机材料或耐热塑料中的一种，其孔隙尺寸不超过0.5μm。

15、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，所述储氢材料选自稀土系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金、钒基固溶体、配位氢化物中的一种或几种。

16、根据本实用新型的固态储氢设备，优选地，还包括水浴装置；所述罐体设置于所述水浴装置中；所述水浴装置用于在吸氢时对所述罐体进行散热或用于在放氢时对所述罐体进行加热。

17、本实用新型的固态储氢设备设置的导热扇片可以与罐体内壁保持紧密接触，增大了换热面积，加上导热材料的辅助，起到改善储氢设备内部传热，提升固态储氢设备吸、放氢量和吸、放氢速率。

技术特征：

1.一种固态储氢设备，其特征在于，包括罐体、导热扇片和储氢材料；

2.根据权利要求1所述的固态储氢设备，其特征在于，所述罐体设置为圆筒形结构；所述扇片部设置为弧形结构，其与所述罐体的内壁相贴合。

3.根据权利要求2所述的固态储氢设备，其特征在于，所述本体部为第一本体部，所述扇片部为第一扇片部；所述第一本体部设置为片状结构，在所述第一本体部的两侧分别设置有朝向相反的所述第一扇片部，所述第一扇片部与所述第一本体部之间平滑过渡连接；

4.根据权利要求2所述的固态储氢设备，其特征在于，所述本体部为第二本体部，所述扇片部为第二扇片部；所述第二本体部设置为片状结构，仅在所述第二本体部的一侧设置有所述第二扇片部，所述第二扇片部与所述第二本体部之间平滑过渡连接；

5.根据权利要求1所述的固态储氢设备，其特征在于，还包括导热材料；所述导热材料分布于所述储氢材料之间；所述导热材料选自铝、铜及其合金中的一种。

6.根据权利要求5所述的固态储氢设备，其特征在于，还包括过滤装置，其设置在所述罐体的顶部，用于防止所述储氢材料和导热材料被所产生的氢气带出至所述罐体外。

7.根据权利要求6所述的固态储氢设备，其特征在于，所述过滤装置包括滤芯、阀门、第一固定件和第二固定件；所述阀门通过第一固定件与所述罐体相连；所述阀门内部设置有空腔，所述滤芯通过所述第二固定件固定于所述空腔内。

8.根据权利要求7所述的固态储氢设备，其特征在于，所述滤芯的材质选自多孔的金属烧结体、无机材料或耐热塑料中的一种，其孔隙尺寸不超过0.5μm。

9.根据权利要求1所述的固态储氢设备，其特征在于，还包括水浴装置；所述罐体设置于所述水浴装置中；所述水浴装置用于在吸氢时对所述罐体进行散热或用于在放氢时对所述罐体进行加热。

技术总结
本技术公开了一种固态储氢设备。该固态储氢设备包括罐体、导热扇片和储氢材料；所述导热扇片和所述储氢材料均设置在所述罐体内；所述导热扇片包括本体部和扇片部；所述本体部竖向设置于所述罐体内，至少在所述本体部的一侧连接有所述扇片部，所述扇片部至少与所述罐体的内壁的一部分相贴合；所述导热扇片至少设置一片，其将所述罐体分隔成至少两个容纳空间；所述储氢材料填充在所述容纳空间内。本技术的固态储氢设备可以增大换热面积，能够改善储氢设备内部传热，提升固态储氢设备吸、放氢量和吸、放氢速率。

技术研发人员：赵玉园,王利,蔚志红,胡雪娇,白金,刘倩雯,吉磊,李宝犬,张旭
受保护的技术使用者：包头稀土研究院
技术研发日：20230830
技术公布日：2024/4/17