一种新型储氢容器

为20MPa，其储氢的质量能量密度为5．2wt％，体积能量密度为17．4Kg/m3。指标也未达到要求。
　　四、改进型储氢容器
　　通过上述数据可知，虽然压缩储氢方式应用广泛，但在有限容积内储氢量小。若要提高容器的储
　　氢能量密度，则需提高氢气的压力，现有容器已不能满足要求。以表1中数据为例，如要满足美国能
　　源部对储氢材料体积能量密度大于65Kg/m3的要求，压缩储氢系统的体积不能大于56L，压缩氢气的体积不能大于50L，则氢气的压力高达79MPa。因此需要开发一种新型容器来作为压缩储氢系统的储存容器。
　　常规的复合容器为在一个金属内胆或塑料内胆上缠绕纤维制成，内胆主要起密封作用，纤维缠绕
　　层承受绝大部分载荷。因为塑料内胆存在渗漏问题，当用作氢气的储存容器时都采用金属内胆的复
　　合容器。
　　金属内胆用作储氢容器时存在以下问题：（1）内胆腐蚀和氢脆，特别是当存储的氢气含有腐蚀性介质时，问题更为突出，对氢气纯度要求高；（2）疲劳，储气系统需要重复克装氢气，对容器的疲劳寿命要求高，但金
　　
　　
　　
　　属内胆的疲劳性能不好；（3）在高压情况下，金属内胆的复合容器也存在氢气渗透问题。
　　将压缩储氢方式和吸附储氢方式相结合，充分利用各自的优点，制造全复合材料容器，则可较好
　　的解决上述问题。
　　
　　夹层板具有重量轻、刚性好、强度高的优点，利用夹层板来作为复合容器的内胆，可以提高容器的强度，减少纤维缠绕量，降低系统重量，提高重量能量密度。同时因为复合材料的高耐腐蚀能力和抗疲劳性能，利用夹层板来作为复合容器的内胆，大大提高了复合容器的使用寿命。
　　碳凝胶是一种类似泡沫塑料的物质，特点是具有超细孔，大表面积，并且有一个固态的基体。这种材料具有纳米晶体结构，试降果表明，在8．3Mpa的条件下，其储氢量可达3．7wt％。在夹层板的芯板中充填进这种吸附材料，容器内部氢气被压缩到碳凝胶的微孔中，由气态变为固态，大幅度降低了夹层板外表板处的氢气压力。此时在夹层板外表板处采取常规密封措施就可防止高压氢气泄漏的发生。
　　以夹层板为内胆的复合容器，其内胆的加工成本校金属内胆低，质量容易控制，成品率高，但咀部密封的难度较高。经计算，对于采用夹层板为内胆的复合容器，容积为50L，工作压力为80MPa时，容器质量为50Kg。其质量能量密度和体积能量密度分别为:6.6wt％和65.6Kg/m3（计算未包括碳凝胶吸附氢的质量），均满足美国能源部对储氢材料的标准。
　　五、结论
　　金属化合物储氢和吸附储氢存在充放气速度慢、储氢容量小的缺点，液化储氢需要一套庞大的冷
　　却系统和极好的绝热材料，压缩储氢方式是目前较为可行的储氢方法。通过改进复合容器的结构，提
　　高氢气的压力，就能达到：（1）防止氢气渗漏；（2）提高容器的使用寿命；（3）提高系统的储氢量，使其能够满足实际使用的要求

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