一种散热效果好的固态储氢装置的制作方法

1.本发明涉及一种储氢技术，尤其涉及一种散热效果好的固态储氢装置。


背景技术：

2.随着现代社会的进步与经济的发展，对能源的需求量也日益增加，以石油、煤、天然气为代表的传统化石能源属于不可再生能源，面临着逐渐枯竭的困境。氢能因其燃烧热值高、零排放以及可以作为一种高密度能源存储的载体，受到世界许多国家的广泛关注。
3.目前对氢能的研究主要分为制氢、储氢和氢应用三个方面。其中储氢一般分为气态储氢、液态储氢、固态储氢等。而高压气态储氢其主要缺点是贮氢密度小，所需钢瓶体积大，存在着很大的安全隐患；液态储氢虽具有较高的储氢密度，但是需要低温维持，氢气液化(21k)所消耗的能量相当于被液化氢气能量的三分之一，同样存在安全问题；固态储氢材料储存氢气则具有体积储氢密度较大以及安全高效等优点。因此，固态储氢成为目前氢能研究最为活跃的储氢技术。
4.目前固态储氢技术中以金属氢化物为代表的固态储氢材料在吸放氢时会产生反应热，若不能及时将反应热排出，则会影响固态储氢装置的储氢性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种散热效果好的固态储氢装置，通过强制冷却，可快速将反应热导出，安全系数更高。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种散热效果好的固态储氢装置，包括罐体、密封连接于所述罐体顶端的端盖以及设置于所述端盖上的进氢口和出氢口，所述罐体内部过盈配合有用于搭载固态储氢材料的载体，所述载体包括外圆周侧紧密连接的多根载体圆管，所述载体圆管的顶端分别与所述进氢口和所述出氢口连通，所述载体圆管的底端固定于冷却板上；
7.多根所述载体圆管呈环形阵列排布且相邻所述载体圆管之间形成冷却进入通道，所述冷却板上开设有与所述冷却进入通道相对应的冷却入口，所述冷却入口经管道与冷却机构连通；
8.所述载体圆管内部中心位置套设有冷却输出管，所述冷却板上开设有与所述冷却输出管相对应的冷却出口，所述冷却出口与换热机构连通；
9.所述冷却进入通道与冷却输出管连通。
10.优选的，所述载体圆管内壁经径向载体板与所述冷却输出管的外壁固定连接，所述径向载体板为中空板，所述径向载体板内部设置有冷却腔，所述载体圆管对应所述冷却腔的位置以及所述冷却输出管对应所述冷却腔的位置均开设连接孔；
11.所述冷却进入通道经所述连接孔与所述冷却输出管连通。
12.优选的，所述径向载体板的外表面上搭载有所述固态储氢材料，所述固态储氢材料为储氢合金粉与导热材料的复合组合物。
13.优选的，所述储氢合金粉为a2b7型、ab2型、ab型、ab5型或者钒基固溶体型的一种。
14.优选的，所述导热材料为金属或碳材料中的一种或几种。
15.优选的，所述载体圆管的壁厚为1-3mm，相邻两根所述载体圆管之间、所述载体圆管与所述径向载体板之间、所述径向载体板与所述冷却输出管之间均经导热胶粘接。
16.优选的，所述载体圆管外壁、所述径向载体板内壁以及所述冷却输出管内壁上均镀设有一层具有高导热率的镀层，所述镀层为金属铜或银或类金刚石。
17.优选的，所述冷却机构为冷水机，所述换热机构为液体热交换器，所述液体热交换器的冷水输出口还经管道与所述冷水机的入口连通。
18.优选的，所述冷却机构为风冷制冷机，所述换热机构为蓄热体。
19.优选的，所述载体圆管与对应开设于连通板上的连通孔连通，所述连通板固定于所述罐体顶端，所述连通板上的所述连通孔分别与所述进氢口和所述出氢口连通。
20.因此，本发明采用上述结构的散热效果好的固态储氢装置，通过强制冷却，可快速将反应热导出，安全系数更高。
21.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
22.图1为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的结构示意图；
23.图2为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的罐体横截面图；
24.图3为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的载体圆管横截面图。
25.其中：1、罐体；2、进氢口；3、端盖；4、出氢口；5、连通板；6、冷却输出管；7、载体圆管；8、冷却板；9、冷却机构；10、换热机构；11、冷却进入通道；12、径向载体板。
具体实施方式
26.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
27.图1为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的结构示意图；
28.图2为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的罐体横截面图；图3为本发明的实施例一种散热效果好的固态储氢装置的载体圆管横截面图，如图所示，本发明的结构包括罐体1、密封连接于所述罐体1顶端的端盖3以及设置于所述端盖3上的进氢口2和出氢口4，所述罐体1内部过盈配合有用于搭载固态储氢材料的载体，所述载体包括外圆周侧紧密连接的多根载体圆管7，所述载体圆管7的顶端分别与所述进氢口2和所述出氢口4连通，所述载体圆管7的底端固定于冷却板8上；多根所述载体圆管7呈环形阵列排布且相邻所述载体圆管7之间形成冷却进入通道11，所述冷却板8上开设有与所述冷却进入通道11相对应的冷却入口，所述冷却入口经管道与冷却机构9连通；所述载体圆管7内部中心位置套设有冷却输出管6，所述冷却板8上开设有与所述冷却输出管6相对应的冷却出口，所述冷却出口与换热机构10连通；所述冷却进入通道11与冷却输出管6连通。优选的，所述载体圆管7内壁经径向载体板12与所述冷却输出管6的外壁固定连接，所述径向载体板12为中空板，所述径向载体板12内部设置有冷却腔，所述载体圆管7对应所述冷却腔的位置以及所述冷却输
出管6对应所述冷却腔的位置均开设连接孔；所述冷却进入通道11经所述连接孔与所述冷却输出管6连通。
29.当进行强制冷却时，冷却介质由冷却入口进入冷却进入通道11内，并沿连接孔、冷却腔、连接孔进入冷却输出管6输出，即可实现强制冷却，从而快速将反应热带走。
30.优选的，所述径向载体板12的外表面上搭载有所述固态储氢材料，本实施例的冷却输出管6外壁上也搭载有固态储氢材料，进一步扩大了表面积，所述固态储氢材料为储氢合金粉与导热材料的复合组合物。优选的，所述储氢合金粉为a2b7型、ab2型、ab型、ab5型或者钒基固溶体型的一种。优选的，所述导热材料为金属或碳材料中的一种或几种。
31.优选的，所述载体圆管7的壁厚为1-3mm，相邻两根所述载体圆管7之间、所述载体圆管7与所述径向载体板12之间、所述径向载体板12与所述冷却输出管6之间均经导热胶粘接。优选的，所述载体圆管7外壁、所述径向载体板12内壁以及所述冷却输出管6内壁上均镀设有一层具有高导热率的镀层，所述镀层为金属铜或银或类金刚石。
32.优选的，所述冷却机构9为冷水机，所述换热机构10为液体热交换器，所述液体热交换器的冷水输出口还经管道与所述冷水机的入口连通。或者，所述冷却机构9为风冷制冷机，所述换热机构10为蓄热体，即本实施例可采用水冷强制冷却，还可采用风冷强制冷却，且无论采用水冷还是风冷均可回收利用热资源，提高了资源利用率，且因冷却机构9和换热机构10的具体结构和原理均为本领域公知常识，故在此不做赘述。
33.优选的，所述载体圆管7与对应开设于连通板5上的连通孔连通，所述连通板5固定于所述罐体1顶端，所述连通板5上的所述连通孔分别与所述进氢口2和所述出氢口4连通。
34.因此，本发明采用上述结构的散热效果好的固态储氢装置，通过强制冷却，可快速将反应热导出，安全系数更高。
35.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种散热效果好的固态储氢装置，包括罐体、密封连接于所述罐体顶端的端盖以及设置于所述端盖上的进氢口和出氢口，所述罐体内部过盈配合有用于搭载固态储氢材料的载体，其特征在于：所述载体包括外圆周侧紧密连接的多根载体圆管，所述载体圆管的顶端分别与所述进氢口和所述出氢口连通，所述载体圆管的底端固定于冷却板上；多根所述载体圆管呈环形阵列排布且相邻所述载体圆管之间形成冷却进入通道，所述冷却板上开设有与所述冷却进入通道相对应的冷却入口，所述冷却入口经管道与冷却机构连通；所述载体圆管内部中心位置套设有冷却输出管，所述冷却板上开设有与所述冷却输出管相对应的冷却出口，所述冷却出口与换热机构连通；所述冷却进入通道与冷却输出管连通。2.根据权利要求1所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述载体圆管内壁经径向载体板与所述冷却输出管的外壁固定连接，所述径向载体板为中空板，所述径向载体板内部设置有冷却腔，所述载体圆管对应所述冷却腔的位置以及所述冷却输出管对应所述冷却腔的位置均开设连接孔；所述冷却进入通道经所述连接孔与所述冷却输出管连通。3.根据权利要求2所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述径向载体板的外表面上搭载有所述固态储氢材料，所述固态储氢材料为储氢合金粉与导热材料的复合组合物。4.根据权利要求3所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述储氢合金粉为a2b7型、ab2型、ab型、ab5型或者钒基固溶体型的一种。5.根据权利要求3所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述导热材料为金属或碳材料中的一种或几种。6.根据权利要求2所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述载体圆管的壁厚为1-3mm，相邻两根所述载体圆管之间、所述载体圆管与所述径向载体板之间、所述径向载体板与所述冷却输出管之间均经导热胶粘接。7.根据权利要求2所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述载体圆管外壁、所述径向载体板内壁以及所述冷却输出管内壁上均镀设有一层具有高导热率的镀层，所述镀层为金属铜或银或类金刚石。8.根据权利要求1所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述冷却机构为冷水机，所述换热机构为液体热交换器，所述液体热交换器的冷水输出口还经管道与所述冷水机的入口连通。9.根据权利要求1所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述冷却机构为风冷制冷机，所述换热机构为蓄热体。10.根据权利要求1所述的一种散热效果好的固态储氢装置，其特征在于：所述载体圆管与对应开设于连通板上的连通孔连通，所述连通板固定于所述罐体顶端，所述连通板上的所述连通孔分别与所述进氢口和所述出氢口连通。

技术总结
本发明公开了一种散热效果好的固态储氢装置，包括罐体、端盖以及进氢口和出氢口，罐体内部过盈配合有用于搭载固态储氢材料的载体，载体包括外圆周侧紧密连接的多根载体圆管，载体圆管的顶端分别与进氢口和出氢口连通，载体圆管的底端固定于冷却板上；多根载体圆管呈环形阵列排布且相邻载体圆管之间形成冷却进入通道，冷却板上开设有与冷却进入通道相对应的冷却入口，冷却入口经管道与冷却机构连通；载体圆管内部套设有冷却输出管，冷却板上开设有与冷却输出管相对应的冷却出口，冷却出口与换热机构连通；冷却进入通道与冷却输出管连通。本发明采用上述结构的散热效果好的固态储氢装置，通过强制冷却，可快速将反应热导出，安全系数更高。系数更高。系数更高。


技术研发人员：杨波 何彬彬 卢彦杉 江军 潘军 徐钦 张行 郑海光 杨怡萍 陈蔼峻
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/7