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一種帶有鐵基合金儲氫瓶的發(fā)電裝置制造方法

文檔序號:7045695閱讀:233來源:國知局
一種帶有鐵基合金儲氫瓶的發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種固態(tài)氫發(fā)電裝置,包括儲氫裝置、氫氣供應(yīng)裝置、發(fā)電電池裝置等。所述儲氫裝置,包括儲氫瓶,儲氫瓶內(nèi)含有儲氫顆粒,該儲氫顆粒的平均直徑為20微米至200微米,具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔;在儲氫瓶的一端設(shè)置有氣孔,氣孔內(nèi)設(shè)置有過濾器;所述儲氫瓶由鐵基合金制成。
【專利說明】 一種帶有鐵基合金儲氫瓶的發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種新型能源,尤其是一種固態(tài)氫電池,具體涉及儲氫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前汽車的動力普遍使用燃油,由于石油資源有限,人們不得不尋求新的替代能源,例如電能、太陽能等等。作為汽車燃油的替代物,包括已知的液化石油氣和液化天然氣。使用這些替代物的汽車排放的有害氣體相對較少,但是仍然未能從根本上解決能源及污染的問題。
[0003]氫氣作為燃料的應(yīng)用越來越受到重視,氣態(tài)的氫非常容易爆炸。在氫動力交通工具領(lǐng)域,可以將氫氣存儲在交通工具的車載高壓容器中。這樣的存儲系統(tǒng)在體積水平上效率不高,并且由于存儲壓力過高,例如5,000-10,OOOpsi (大約350-700 Bar)的氣壓,因而存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明提出一種固態(tài)氫發(fā)電裝置,以固態(tài)氫作為能源,將固態(tài)氫轉(zhuǎn)化為電能,用電能驅(qū)動電機做功。本固態(tài)氫發(fā)電裝置通過配套相關(guān)的輔助裝置,如儲氫裝置、氫氣供應(yīng)裝置、發(fā)電電池裝置等,實現(xiàn)節(jié)省燃油及降低廢氣排放的目的。
[0005]所述儲氫裝置包括儲氫瓶,儲氫瓶內(nèi)含有儲氫顆粒,該儲氫顆粒能將活化后的氫氣,以固態(tài)形式儲存起來,并在吸熱時釋出儲存的氫氣。所述儲氫顆粒具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔。儲氫瓶的一端設(shè)置有氣孔,氣孔內(nèi)設(shè)置有過濾器。過濾器由金屬粉末燒結(jié)成型或是由不銹鋼微密網(wǎng)制成,可允許氫氣流通而過濾阻止其它氣體及雜質(zhì)進入儲氫瓶內(nèi)。在將氫氣注入儲氫瓶時,氫氣經(jīng)過濾器進入儲氫瓶內(nèi)部,此時儲氫瓶內(nèi)含有的儲氫顆粒迅速吸收氫氣,經(jīng)過活化后,將大量氫分子轉(zhuǎn)化成固態(tài)氫而儲存于儲氫瓶內(nèi)部,使氫不再以高壓氣態(tài)的形式儲存,從而達到安全儲運目的。
[0006]所述氫氣供應(yīng)裝置可通過儲氫瓶氣孔處的導(dǎo)氣管將儲氫顆粒儲存的固態(tài)氫以氣態(tài)氫分子方式釋出,送入發(fā)電電池裝置。
[0007]所述發(fā)電電池裝置與一般的電池結(jié)構(gòu)類似,只是所采用的材料不同。
[0008]本發(fā)明提供的儲氫技術(shù)和發(fā)電裝置有效地解決了氣態(tài)儲存方式所存在的一系列問題,添補了該【技術(shù)領(lǐng)域】的空白,具有創(chuàng)新性。該儲氫技術(shù)及發(fā)電裝置可用于各種交通工具,以其安全可靠、短時高效、經(jīng)濟便捷、環(huán)保節(jié)能等特點,有著廣闊的發(fā)展前景。使用固態(tài)氫作為能源可以解決石油排放廢氣造成的環(huán)境污染,而且使用固態(tài)氫作為能源可以降低成本。
[0009]上述儲氫裝置所說的儲氫瓶內(nèi)含有儲氫顆粒,該儲氫顆粒的平均直徑為20微米至200微米,具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔。在儲氫瓶的一端設(shè)置有氣孔,氣孔內(nèi)設(shè)置有過濾器。所述儲氫瓶由鐵基合金制成。
[0010]進一步地,所述儲氫顆粒的平均直徑為50微米至80微米。[0011]進一步地,所述儲氫顆粒是納米碳管、納米玻璃球、納米陶瓷。納米沸石、納米纖維或這些材料的混合物。
[0012]進一步地,所述儲氫顆粒具有I至30微米的壁厚,優(yōu)選I至10微米的壁厚。
[0013]進一步地,所述儲氫顆粒的壁為多孔壁,所述多孔壁中的孔徑為50埃-1000埃,優(yōu)選多孔壁中的孔徑為200埃-500埃。
[0014]進一步地,所述過濾器由金屬粉末燒結(jié)成型制成,或由不銹鋼微密網(wǎng)制成,且含有金屬鈕。
[0015]進一步地,所述儲氫瓶由鐵基合金制成,壁厚為2-6毫米。
[0016]進一步地,所述鐵基合金含有以下質(zhì)量%的化學(xué)元素:鉻25-30,鎳3-4,錳2-3,硅1-2,碳0.5?1.5,氮0.1-0.3,和余量的鐵。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電裝置示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電電池裝置示意圖。
[0019]圖中I儲氫瓶,2儲氧器,3發(fā)電電池裝置,12儲氫瓶氣孔,13過濾器,22儲氧器氣孔,31發(fā)電電池裝置的電能輸出口。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0021]圖1所示為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電裝置示意圖。該裝置包括儲氫瓶I,儲氧器2和發(fā)電電池裝置3。儲氫瓶I和儲氧器2分別通過儲氫瓶氣孔12和儲氧器氣孔22與發(fā)電電池裝置3連接,儲氫瓶氣孔12內(nèi)設(shè)置過濾器13,發(fā)電電池裝置的電能輸出口 31與電機連接。
[0022]所述儲氫瓶I內(nèi)含有儲氫顆粒,儲氫瓶I氣孔12與發(fā)電電池裝置3連接。
[0023]所述儲氧器2內(nèi)部儲存氧氣,儲氧器2氣孔22與發(fā)電電池裝置3連接。
[0024]所述發(fā)電電池裝置3以多孔質(zhì)氫燃料極(陽極)和空氣極(陰極)以及聚合物電解質(zhì)膜疊合形成發(fā)電電池裝置,電能通過電能輸出口 31與電機連接。
[0025]所述儲氫顆粒的平均直徑為20微米至200微米,優(yōu)選50微米至80微米。
[0026]所述儲氫顆??梢允羌{米碳管、納米玻璃球、納米陶瓷。納米沸石、納米纖維或這些材料的混合物。該儲氫顆粒具有I至30微米,優(yōu)選I至10微米的壁厚。
[0027]所述儲氫顆粒的壁為多孔壁,所述多孔壁中的孔徑為50埃-1000埃,優(yōu)選200埃-500埃。
[0028]所述過濾器13由金屬粉末燒結(jié)成型制成或由不銹鋼微密網(wǎng)制成,所述過濾器含有金屬鈀。
[0029]所述儲氫瓶由鐵基合金制成,壁厚2-6毫米。
[0030]圖2所示為本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電電池裝置示意圖。該裝置以多孔質(zhì)氫燃料極(陽極)和空氣極(陰極)以及聚合物電解質(zhì)膜重疊形成發(fā)電電池裝置。在陽極,氫分解為氫離子(質(zhì)子)和電子,聚合物電解質(zhì)膜僅允許質(zhì)子穿過而至陰極,電子沿外電路移到陰極,在陰極與氧進行化學(xué)反應(yīng)變成水(H20)。在電子移動過程中獲得電能。
[0031]實施例1 使用含有以下質(zhì)量%化學(xué)元素的鐵基合金制備本發(fā)明固態(tài)氫儲氫裝置的儲氫瓶,鉻25,鎳4,錳2.5,硅1,碳0.5,氮0.3,和余量的鐵。儲氫瓶的壁厚為2毫米。
[0032]實施例2
重復(fù)實施例1的操作,只是化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為鉻30,鎳3,猛2,娃1.2,碳1.5,氮
0.1,和余量的鐵。儲氫瓶的壁厚為5mm。
[0033]實施例3
重復(fù)實施例1的操作,只是某些化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為鉻28,鎳4,錳3,氮0.2,和余量的鐵。儲氫瓶的壁厚修改為6mm。
[0034]實施例4
重復(fù)實施例2的操作,只是某些化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為硅1.8,碳1.4。儲氫瓶的壁厚修改為4mm。
[0035]實施例5
重復(fù)實施例1的操作,只是化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為鉻26,鎳3.4,猛2,娃1.2,碳0.8,氮0.25,和余量的鐵。儲氫瓶的壁厚修改為3mm。
[0036]實施例6
重復(fù)實施例4的操作,只是某些化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為鎳3.3,猛2.2。儲氫瓶的壁厚修改為4.5mm。
[0037]實施例7
重復(fù)實施例2的操作,只是某些化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為錳2.4,硅1.5。儲氫瓶的壁厚修改為5.2mm。
[0038]實施例8
重復(fù)實施例3的操作,只是某些化學(xué)元素的質(zhì)量%修改為鉻30,錳2.3。儲氫瓶的厚度修改為3.4mm。
[0039]本發(fā)明固態(tài)氫發(fā)電裝置將氫氣作為能源可以降低成本,解決石油排放廢氣造成的環(huán)境污染。所述儲氫裝置可以達到安全儲運目的,為使用氫能源提供了技術(shù)保障。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)氫發(fā)電裝置,包括儲氫裝置、氫氣供應(yīng)裝置和發(fā)電電池裝置,所述儲氫裝置包括儲氫瓶,儲氫瓶內(nèi)含有儲氫顆粒,該儲氫顆粒的平均直徑為20微米至200微米,具有被多孔壁環(huán)繞的內(nèi)部空腔;在儲氫瓶的一端設(shè)置有氣孔,氣孔內(nèi)設(shè)置有過濾器;所述儲氫瓶由鐵基合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述儲氫顆粒的平均直徑為50微米至80微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述儲氫顆粒是納米碳管、納米玻璃球、納米陶瓷、納米沸石、納米纖維或這些材料的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述儲氫顆粒具有I至30微米的壁厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述多孔壁中的孔徑為50 埃-1000 埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述過濾器由金屬粉末燒結(jié)成型制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述過濾器由不銹鋼微密網(wǎng)制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述過濾器含有金屬鈀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述儲氫瓶由鐵基合金制成,壁厚2-6毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述固態(tài)氫的發(fā)電裝置,其特征在于,所述鐵基合金含有以下質(zhì)量%的化學(xué)元素:鉻25-30,鎳3-4,錳2-3,硅1_2,碳0.5?1.5,氮0.1-0.3,和余量的鐵。
【文檔編號】H01M8/22GK103972557SQ201410133069
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】黃曉東 申請人:上海華篷防爆科技有限公司
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