一种燃料电池的液氢储藏装置的制作方法

1.本发明涉及燃料电池系统中的储氢技术领域，特别是涉及一种燃料电池的液氢储藏装置。


背景技术：

2.氢气是一种常见的燃料气体，常温下的氢气的质量密度很低，每千克的氢气所占据的体积为11立方米。为便于运输和使用氢气，需要将氢气储存起来。在燃料电池技术领域中，氢气的储存方式主要为高压气态储氢和低温液态储氢。
3.在高压气态储氢的过程中，把氢气压缩到钢瓶后，钢瓶的自重占比较高，例如一个充气压力为20mpa的高压钢瓶，氢气的质量比重仅为1.6％；而且氢气需要消耗很大的压缩功来把氢气压缩到钢瓶中，同时高压气态储氢会存在钢瓶爆炸的安全隐患。相较于高压气态储氢的低密度，液态储氢是一种质量密度和体积密度都很高的储氢方式，液态氢的质量密度可以达到气态氢的845倍，同时液态储氢不需要高压条件。因此，低温液态储氢技术的使用范围更广。
4.然而，储存有液氢的液氢瓶在使用过程中温度会上升，导致液氢吸热蒸发，从液氢瓶的出口处泄露，造成损失。


技术实现要素：

5.基于此，本发明提供一种燃料电池的液氢储藏装置，旨在解决储存有液氢的液氢瓶在使用过程中温度会上升，导致液氢吸热蒸发，从液氢瓶的出口处泄露，造成损失的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：
7.一种燃料电池的液氢储藏装置，包括液氢储罐、高压气瓶和泄压阀；所述泄压阀的进口端与所述液氢储罐的出口端连接，所述泄压阀的出口端与所述高压气瓶的进口端连接；所述高压气瓶内设置有多根用于吸收氢气的管道；所述泄压阀的进口端设置于所述液氢储罐的出口端的上方，所述泄压阀的出口端设置于所述高压气瓶的进口端的下方。
8.进一步地，多根用于吸收氢气的所述管道周向设置于所述高压气瓶内。这样，可以保证液氢储罐中由于温度上升而泄露的氢气的充分回收，从而进一步降低氢气的损耗。
9.进一步地，所述管道为石墨炔管。
10.进一步地，所述石墨炔管的表面设置有过渡金属。
11.进一步地，所述过渡金属均匀地涂覆于所述石墨炔管的表面。
12.进一步地，所述过渡金属为钯。
13.进一步地，所述液氢储罐为液氢保温瓶。
14.进一步地，所述液氢储罐为钢材储罐。
15.本发明提出的一种燃料电池的液氢储藏装置，通过在高压气瓶内填充具有吸氢能力的石墨炔管，可以有效地吸收液氢储罐中由于温度上升而泄露的氢气。通过在石墨炔管
表面设置过渡金属，可以进一步增强石墨炔管对氢气的吸附作用，从而增强高压气瓶储存氢气的上限，增加高压气瓶的储氢量。本发明能够有效地回收液氢储罐在停止运行中泄露的氢气，从而降低氢气不必要的损耗。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例所述的燃料电池的液氢储藏装置的示意框图。
18.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
23.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
24.目前，在燃料电池技术领域中，氢气的储存方式主要为高压气态储氢和低温液态储氢。在高压气态储氢的过程中，把氢气压缩到钢瓶后，钢瓶的自重占比较高，例如一个充气压力为20mpa的高压钢瓶，氢气的质量比重仅为1.6％；而且氢气需要消耗很大的压缩功来把氢气压缩到钢瓶中，同时高压气态储氢会存在钢瓶爆炸的安全隐患。相较于高压气态储氢的低密度，液态储氢是一种质量密度和体积密度都很高的储氢方式，液态氢的质量密
度可以达到气态氢的845倍，同时液态储氢不需要高压条件。因此，低温液态储氢技术的使用范围更广。
25.然而，储存有液氢的液氢瓶在使用过程中温度会上升，导致液氢吸热蒸发，从液氢瓶的出口处泄露，造成损失。为了解决上述技术问题，本发明提出了一种燃料电池的液氢储藏装置。
26.如图1所示，本技术实施例提出的一种燃料电池的液氢储藏装置，包括液氢储罐1、高压气瓶2和泄压阀3；所述泄压阀3的进口端与所述液氢储罐1的出口端连接，所述泄压阀3的出口端与所述高压气瓶2的进口端连接；所述高压气瓶2内设置有多根用于吸收氢气的管道(图中未标示)；所述泄压阀3的进口端设置于所述液氢储罐1的出口端的上方，所述泄压阀3的出口端设置于所述高压气瓶2的进口端的下方。
27.进一步地，多根用于吸收氢气的所述管道周向设置于所述高压气瓶2内。这样，可以保证液氢储罐1中由于温度上升而泄露的氢气的充分回收，从而进一步降低氢气的损耗。
28.进一步地，所述管道为石墨炔管。
29.进一步地，所述石墨炔管的表面设置有过渡金属。这样，可以进一步地增强石墨炔管对氢气的吸附作用，从而增强高压气瓶储存氢气的上限，增加高压气瓶的储氢量。
30.进一步地，在本实施例中，所述过渡金属均匀的涂覆于所述石墨炔管的表面，这样，可以保证液氢储罐中由于温度上升而泄露的氢气的充分回收，从而进一步降低氢气的损耗。
31.具体的，在本实施例中，所述过渡金属为钯。可以理解的是，在其他实施例中，根据实际使用的需要，所述过渡金属也可以为除了钯以外的其他过渡金属。
32.进一步地，所述液氢储罐为液氢保温瓶。所述液氢保温瓶绝热性能较好，具备一定的保温效果，在温度变化较小的范围内可以保证内部的温度恒定，进而一定程度上可以减少液氢蒸发。
33.进一步地，所述液氢储罐为钢材储罐。利用钢材制成的液氢储罐能够耐压和耐碰撞，进而提高液氢储罐在运输或者使用过程中的安全性。
34.本发明提出的一种燃料电池的液氢储藏装置，通过在高压气瓶内填充具有吸氢能力的石墨炔管，可以有效地吸收液氢储罐由于温度上升而泄露的氢气。通过在石墨炔管表面设置过渡金属，可以进一步增强石墨炔管对氢气的吸附作用，从而增强高压气瓶储存氢气的上限，增加高压气瓶的储氢量。本发明能够有效地回收液氢储罐在停止运行中泄露的氢气，从而降低氢气不必要的损耗。
35.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。