一种混合储氢系统的制作方法

本技术涉及氢能装备，尤其涉及一种混合储氢系统。

背景技术：

1、随着国家氢能战略的发展，我国氢能产业得到了快速推广。主流储氢方式包括气态储氢、液态储氢、固态储氢三种。从技术发展方向来看，目前高压气态储氢技术比较成熟，但由于焦汤效应的作用，高压氢气加注进氢气瓶后会在瓶内膨胀，导致瓶内温度上升，并且加注压力越高，温度上升越快。由于加注速度快，储氢气瓶不能及时散热，有可能超过目前国际标准规定的85℃，带来极大安全隐患。

2、低温液态储氢方式是将氢气进行压缩并置于低温的环境下使其成为液态，但成本高、能效低、体积庞大。固态储氢相对于高压气态和液态储氢，储氢容量高，不需要高压或者隔热容器，而且没有爆炸危险，但固态储氢系统在氢气充注时会产生额外的热量，而进行供氢时则需要外部输入热量。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种混合储氢系统，将高压气态储氢与固态储氢深度结合，形成一种新型组合式储氢系统，能够有效规避单一高压气态储氢或单一固态储氢的缺陷，同时可进一步提升储氢量，具有较强的安全性和较高的能量利用率。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种混合储氢系统，包括三通道仲正转化器、第一高压氢气瓶和第二高压氢气瓶，所述第一高压氢气瓶和第二高压氢气瓶连接同一高压氢气管路，高压氢气管路通过管路a和管路b连接有同一氢动力器，管路a和管路b上分别对应安装有第一储氢合金和第二储氢合金，第一储氢合金通过第一固态供氢管路连接三通道仲正转化器的第一通道并与管路a相连，第二储氢合金通过第二固态供氢管路连接三通道仲正转化器的第二通道并与管路b相连；

4、三通道仲正转化器的第三通道连接有氢加注管路，氢加注管路的后端连接四路支路，支路一与第一固态供氢管路相连，支路二与第一高压氢气瓶相连，支路三与第二固态供氢管路相连，支路四与第二高压氢气瓶相连。

5、优选地，所述高压氢气管路上安装有氢节流器。

6、优选地，所述第一储氢合金储存在第一固态储氢瓶内，所述第二储氢合金储存在第二固态储氢瓶内，第一储氢合金和第二储氢合金为钛铁、钛锰和钛镍的钛系储氢合金。

7、优选地，所述三通道仲正转化器为三通道式气-气换热结构，其中第一通道和第二通道填充有仲正氢转化催化剂，氢气经过时进行仲正转化吸收冷量。

8、优选地，所述第一高压氢气瓶和第二高压氢气瓶的输出端分别一一对应安装有第一高压供氢阀和第二高压供氢阀。

9、优选地，所述管路a和管路b上分别一一对应安装有第一低压供氢阀和第二低压供氢阀，所述第一固态供氢管路和第二固态供氢管路上分别一一对应安装有第一固态供氢阀和第二固态供氢阀。

10、优选地，所述支路一和支路三上分别一一对应安装有第一固态充氢阀和第二固态充氢阀，所述支路二和支路四上分别一一对应安装有第一高压充氢阀和第二高压充氢阀。

11、优选地，所述氢动力器为氢燃料发动机或氢氧燃料电池。

12、优选地，所述第一高压氢气瓶和第二高压氢气瓶外部为高强度绝热材料。

13、优选地，所述管路a和管路b在第一储氢合金和第二储氢合金内部为盘管结构。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了一种高压气态储氢和固态储氢混合的新型氢储供系统，能够有效规避单一高压气态储氢或单一固态储氢的缺陷；利用温度大于转回温度时，高压氢气节流升温的特征，将其用于加热储氢合金，促使储氢合金释放氢气，减少外部热源输入并可避免电加热等方式的危险性；利用固态储氢装置释放氢气的仲正转化冷量对加注氢气进行预冷，一方面有效防止高压储氢气瓶温度过高带来的安全隐患，另一方面可以提升储氢合金的储氢量；通过将两种储氢技术创新集成，还可以扩大混合储氢系统的供氢量调节范围以及降低对安装空间的依赖性，提升混合储氢系统的应用潜力。

技术特征：

1.一种混合储氢系统，包括三通道仲正转化器(16)、第一高压氢气瓶(2)和第二高压氢气瓶(4)，其特征在于，所述第一高压氢气瓶(2)和第二高压氢气瓶(4)连接同一高压氢气管路(1)，高压氢气管路(1)通过管路a和管路b连接有同一氢动力器(10)，管路a和管路b上分别对应安装有第一储氢合金(9)和第二储氢合金(13)，第一储氢合金(9)通过第一固态供氢管路(14)连接三通道仲正转化器(16)的第一通道并与管路a相连，第二储氢合金(13)通过第二固态供氢管路(17)连接三通道仲正转化器(16)的第二通道并与管路b相连；

2.根据权利要求1所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述高压氢气管路(1)上安装有氢节流器(6)。

3.根据权利要求2所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述第一储氢合金(9)储存在第一固态储氢瓶(8)内，所述第二储氢合金(13)储存在第二固态储氢瓶(12)内，第一储氢合金(9)和第二储氢合金(13)为钛铁、钛锰和钛镍的钛系储氢合金。

4.根据权利要求3所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述三通道仲正转化器(16)为三通道式气-气换热结构，其中第一通道和第二通道填充有仲正氢转化催化剂，氢气经过时进行仲正转化吸收冷量。

5.根据权利要求4所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述第一高压氢气瓶(2)和第二高压氢气瓶(4)的输出端分别一一对应安装有第一高压供氢阀(3)和第二高压供氢阀(5)。

6.根据权利要求5所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述管路a和管路b上分别一一对应安装有第一低压供氢阀(7)和第二低压供氢阀(11)，所述第一固态供氢管路(14)和第二固态供氢管路(17)上分别一一对应安装有第一固态供氢阀(15)和第二固态供氢阀(18)。

7.根据权利要求6所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述支路一和支路三上分别一一对应安装有第一固态充氢阀(20)和第二固态充氢阀(22)，所述支路二和支路四上分别一一对应安装有第一高压充氢阀(21)和第二高压充氢阀(23)。

8.根据权利要求7所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述氢动力器(10)为氢燃料发动机或氢氧燃料电池。

9.根据权利要求8所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述第一高压氢气瓶(2)和第二高压氢气瓶(4)外部为高强度绝热材料。

10.根据权利要求9所述的一种混合储氢系统，其特征在于，所述管路a和管路b在第一储氢合金(9)和第二储氢合金(13)内部为盘管结构。

技术总结
本技术公开了一种混合储氢系统，包括三通道仲正转化器、第一高压氢气瓶和第二高压氢气瓶。本实用设计了一种高压气态储氢和固态储氢混合的新型氢储供系统，能够有效规避单一高压气态储氢或单一固态储氢的缺陷；利用温度大于转回温度时，高压氢气节流升温的特征，将其用于加热储氢合金，促使储氢合金释放氢气，减少外部热源输入并可避免电加热等方式的危险性；利用固态储氢装置释放氢气的仲正转化冷量对加注氢气进行预冷，一方面有效防止高压储氢气瓶温度过高带来的安全隐患，另一方面可以提升储氢合金的储氢量；通过将两种储氢技术创新集成，扩大混合储氢系统的供氢量调节范围以及降低对安装空间的依赖性，提升混合储氢系统的应用潜力。

技术研发人员：余萌,周晨,崔涛,李国忠,缪东浩
受保护的技术使用者：江苏省特种设备安全监督检验研究院
技术研发日：20230613
技术公布日：2024/1/15