金属氢化物复合式高压储氢器的研究

为提高高压储氢容器的体积储氢密度,采用具有高体积储氢密度的储氢合金与轻质高压容器复合组成高压金属氢化物复合式储氢器。为获得高压氢源,研究了Mm-Ml-Ni-Al(Mm为富铈混合稀土,Ml为富镧混合稀土)的储氢特性,并试制了化学热压缩器。采用研制的高压氢源,对具有高吸放氢平台压力的Ce-Ni系合金的高压储氢特性进行了研究。实验结果表明:以Ml或Ca部分取代Mm以及Al对Ni的部分置换后合金活化性能和吸放氢压力滞后明显改善,(Mm-Ml)_(0.8)Ca_(0.2)(Ni-Al)多元合金具有较好的储氢性能,适合于作为化学热压缩合金。CeNi_5基多元合金在40MPa氢压条件下,合金具有较好的活化性能和吸放氢动力学性能,合金最大储氢容量分别达到1.6wt%。将优化的储氢合金与自制的轻质高压储氢容器复合组成的金属氢化物复合式高压储氢器,当储氢合金的填充量达到0.2(体积分数)时,其体积储氢密度提高50%。

金属氢化物储氢器的特点及其应用

氢能作为一种新型的高能量密度的绿色能源,储存和输送技术是其有效利用的关键。本文对气态、液态和固态这三种储氢方式进行了比较,结果表明固态储氢能量密度高且安全性好,优势明显;其中金属氢化物储氢易于携带和储存、可重复吸放氢,可促使氢气有效利用。本文阐述了金属氢化物储氢器的作用原理、特点,对其应用领域进行了说明。

镁基储氢材料的研究进展

对近几十年来镁基储氢材料的研究历史做了简单的回顾 ,并对镁基储氢材料进行了合理的分类 ,将其分为镁基合金材料体系和镁基复合材料体系 ;分别对合金材料和复合材料的储氢性能进行了系统的阐述 ,指出现有的技术手段已经能够制备具有优异充放氢性能的镁基储氢材料。对镁基储氢材料的应用现状进行了综述 ,总结了现有的镁基储氢材料储氢器以及镁基储氢材料电化学性能的研究现状 。

空冷型PEMFC电源系统热耦合实验研究

空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)电源系统中燃料电池系统和金属储氢器的热耦合管理对系统会产生重要的影响。本文通过实验分别研究将金属储氢器前置和后置这两种与燃料电池系统不同的耦合方式对燃料电池输出性能、单电池电压的均衡性以及风扇功耗的影响。结果表明,这两种不同的耦合方式对燃料电池输出性能、单电池电压的均衡性影响很小,但是对风扇功耗的影响比较明显。这主要是由于储氢器前置时空气先经过储氢器表面冷却再进入电堆,这有利于减少电堆散热所需的空气流量,从而降低风扇功耗。因此储氢器前置有利于降低系统辅助功耗,提高系统效率。

小型PEMFC电源系统热设计实验研究

通过实验研究了利用燃料电池产生的废热以强制对流传热的方式给金属氢化物储氢器加热的可行性与具体的设计方案,与目前已报道的国内外便携式PEMFC系统相比,该方案无任何附属设备,使系统保持较高的整体效率,提高了金属氢化物储氢器的放氢性能。通过正交实验和实验数据的方差分析得知该方案在保证金属氢化物储氢器持续放氢的同时,对PEMFC无明显负面影响。