金属氢化物吸/放氢反应容器典型结构研究进展

发布时间：2024-04-12 20:39

　　氢能是解决能源危机和环境污染问题的理想能源之一,具有高效、环保、储量丰富等优点。氢能应用的主要瓶颈在于储运成本偏高,因此开发安全、高效和可逆性好的固态储氢系统是推动氢能实用化途径之一。本文介绍了近年来国内外金属氢化物吸氢/放氢反应容器强化传热方面的典型结构、应用领域及研究现状,简述了吸氢/放氢过程中反应容器内部传热与传质机理及二维数学模型,并对工业规模的典型储氢容器热模拟与性能分析进行总结,进一步提出将相变材料应用于金属储氢过程、反应器中储氢材料的合理布置及热管理系统的开发将成为今后金属氢化物材料储氢研究热点。通过给出部分研究成果和应用情况,以期对未来金属氢化物储氢容器结构开发与实际应用有所指导。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1金属吸放氢的简化模型

MH吸氢机理在于，氢分子物理吸附在金属表面，解离成氢原子，之后氢原子扩散到金属晶格，形成固溶体MHx，然后大多数材料的MH转换成MHy，反应过程可表示为式（1），吸氢机理如图1所示[8]。反应是可逆的，氢化反应需要加压或冷却，而减压或加热则有利于反脱氢反应过程。MH储氢系统的瓶颈....

图2带翅片的螺旋换热器结构图

Dhaou等[10]在螺旋管壁上安装翅片，实验研究了装有LaNi5合金的圆柱储氢装置吸附性能，结构如图2所示。实验结果表明，由于翅片的集成，使MH储氢容器的吸氢、放氢时间大大缩短。Bhouri等[11]以铝氢化物为合金，在装有纵翅片的多管储氢容器中对氢吸收过程进行了优化，充氢过....

图3三种不同结构管壳式换热器示意图

Raju等[16]模拟了3种不同的管壳式反应器，如图3所示。第1种向圆柱形MH反应器中通入多条冷却管，第2种使用螺旋管增加换热面积，第3种MH放在管道内，管道外部使用流体换热。Sekhar等[17]利用三维数值模型研究了4种MH圆柱形结构容器的性能，直管（I）和螺旋管（II）内部....

图4包含60个内嵌冷却管反应器3D模型剖面图

Anbarasu等[18]建立了MH基储氢装置最小充/放氢时间的二维数学模型，通过改变其内嵌的冷却管数量来预测其最小充/放氢时间。使用LmNi4.91Sn0.15合金对内置36个和60个嵌入式冷却管（ECT）的氢化物床进行了两种不同设计的实验，结构剖面如图4所示。实验研究氢化物....

本文编号：3951940