本实用新型专利介绍了一种新型翅片换热器和固态储氢系统,涵盖了换热和储氢技术。该系统包括螺纹管主体,其外侧设有翅片,旨在提高换热效率和储氢性能。
背景技术
储氢技术是一种将氢气存储并在需要时释放的技术。目前常见的储氢技术包括物理吸附、化学吸附、压缩氢气和液态氢气储存等。
物理吸附是将氢气吸附到具有高表面积的材料上,如活性炭或金属有机骨架材料,储氢密度约为2~12wt%。化学吸附则是利用化学反应将氢气吸附到材料上,并在需要时释放,储氢密度约为3~5.7wt%。压缩氢气则是将氢气压缩成高压气体存储,储氢密度约为3~4wt%,而液态氢气储存则是将氢气冷却至低温并液化,储氢密度约为5.7wt%。
近几年有储氢新技术,水合物储氢技术。水合物储氢法是指水分子形成笼状结构包裹氢气分子,实现氢气的固态储存,形成水合物储氢系统。通过调节温度和压力等条件,可以控制水合物的吸附和释放氢气的过程。利用盐溶液催化氢气与水反应生成水合物。通过在催化剂(氢气水合物生成的热力学促进剂)存在下,可以促进氢气与水形成水合物的反应,降低氢气水合物生成条件,实现氢气的储存。
然而,储氢技术仍然存在一些问题。压缩氢气储氢压力高,对材料的要求极高,泄漏风险高;液态储氢温度极低,维持温度需要消耗大量的能源;吸附储氢容量和储氢速率一直不理想;现如今的主流方案都有着明显短板,尚不能进行全面商业化应用和推广。单一的储氢方法均不能满足现有储氢要求。迫切需要一种综合安全、高效、低成本等切实优点的储氢容器(设备)以稳定推进氢能产业发展。
现有技术对该问题的解决方案以及该方案存在的问题。单一储氢方式均不能满足现有储氢要求,故需要复合储氢方式实现安全、高效、高密度的储氢。复合固态储氢法是指水合物固态储氢法与物理吸附储氢法相结合。关键技术是水合物储氢技术,现有技术至少存在以下技术缺陷:
1.反应速率限制:水合物储氢法中的吸附/解吸反应速率通常较慢,导致储氢和释放氢气的效率不高。
2.循环稳定性:固态储氢在多次吸附/释放循环后可能出现结构破坏或失活的问题,影响储氢系统的稳定性和持久性。
3.储氢容量限制:某些水合物的储氢容量可能不高,需要进一步提高水合物的氢气贮存密度。
4.换热效率:固态储氢的氢气吸附和释放由温度控制,一般情况下吸附氢气的时间较长,且氢气释放时速率较慢。
实现思路