一種稀土合金漿液儲氫裝置及其儲氫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稀土合金漿液儲氫裝置及其儲氫方法；該裝置包括氫源瓶1、管道2，還包括高壓反應(yīng)釜3、氫庫4、熱電耦6、攪拌裝置7，高壓反應(yīng)釜3上設(shè)置有氫源充入接口31、排氣口32、真空抽取接口33、加料口34和出料口35，熱電耦設(shè)置在高壓反應(yīng)釜內(nèi)，所述氫庫、氫源充入口、排氣口、真空抽取接口上分別設(shè)置有壓力表或壓力傳感器；該方法的步驟：→進料抽真空→活化反應(yīng)→制作漿液→吸氫反應(yīng)→檢測→出料；其優(yōu)點是，較好地解決了固體稀土合金儲氫技術(shù)造成的管路堵塞和容器破裂等問題，克服了液體儲氫其釋氫效率偏低的不足，通過漿液中稀土合金與有機溶劑的調(diào)節(jié)，改變了稀土合金漿液體系性能，為制作大容量高性能電池提供了電池材料。
【專利說明】一種稀土合金楽液儲氫裝置及其儲氫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種電池材料的儲能裝置及儲能方法，尤其是涉及到稀土類電池材料的儲氫裝置及其儲氫方法，具體講是一種稀土合金漿液儲氫裝置及其儲氫方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著全球石油、煤炭等資源的日益枯竭和對環(huán)境保護要求的日益提高，各國政府投入了大量資金開發(fā)新的清潔能源，其中氫能是最為看好和最具潛力的新能源，各國學(xué)者普遍認為21世紀(jì)將是氫能世紀(jì)，并提出了 “氫經(jīng)濟”的新概念。氫是一種完全無污染的理想能源材料，具有單位質(zhì)量熱量高于汽油兩倍以上的高能量密度。但在氫能開發(fā)應(yīng)用中，其應(yīng)用范圍已擴大到能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面。其中，在鎳氫電池和燃料電池中得到了最廣泛的應(yīng)用。鎳氫電池和燃料電池是新型電動汽車的首選動力，隨著環(huán)保電動和混合動力汽車的市場化，對鎳氫電池和燃料電池提出了大容量高性能的要求，同時對儲氫材料也提出了更高要求。據(jù)本 申請人:所知，目前高性能的稀土是制造鎳氫電池和燃料電池的極好儲氫材料。然而，對于如何將氫能儲存于稀土合金內(nèi)，使其成為大容量高性能的電池材料，是本行業(yè)開發(fā)高性能大容量的稀土儲氫電池材料的重大研究開發(fā)課題。目前稀土儲氫主要有固體稀土合金儲氫(也稱金屬氫化物儲氫或合金儲氫)和液體儲氫方式:固體稀土儲氫，該稀土儲氫合金，通常是采用研磨技術(shù)，通過收集與包裝以干粉的形式提供給用戶。由于該儲氫合金電池材料是一種粉末狀，存在體積易膨脹往往造成管路堵塞和容器破裂，并有導(dǎo)熱能力差等問題。而液體儲氫又由于加脫氫反應(yīng)所需溫度較高，實際釋氫效率偏低，因而存在成本高氫利用率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種稀土合金漿液儲氫裝置及其儲氫方法，該儲氫裝置及方法可以解決單純的固體稀土合金儲氫電池材料在工程應(yīng)用上因合金粉化和體積膨脹造成的管路堵塞和容器破裂等問題，以及克服液體儲氫由于加脫氫反應(yīng)所需溫度較高，實際釋氫效率偏低的不足。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的稀土合金漿液液體儲氫裝置，該裝置包括氫源瓶、管道，其特征在于，還包括高壓反應(yīng)釜、氫庫、熱電耦、攪拌裝置，所述的高壓反應(yīng)釜上設(shè)置有氫源充入接口、排氣口、真空抽取接口、加料口和出料口，所述的熱電耦設(shè)置在高壓反應(yīng)釜內(nèi)，所述氫庫、氫源充入口、排氣口、真空抽取接口上分別設(shè)置有壓力表或壓力傳感器。
[0005]作為上述技術(shù)方案的補充和完善，本發(fā)明還具有如下特征和優(yōu)點:
[0006]所述的熱電耦6上連接一 AD轉(zhuǎn)換器I。設(shè)置AD轉(zhuǎn)換器，主要是為了能夠夠與計算機連接。
[0007]所述的攪拌裝置7連接一 AD轉(zhuǎn)換器II。設(shè)置AD轉(zhuǎn)換器，主要是為了能夠夠與計算機連接。[0008]所述的氫庫上連接的壓力傳感器是壓力傳感器I。
[0009]所述的氫源充入口連接的壓力傳感器是壓力傳感器II。
[0010]所述的排氣口連接的壓力傳感器是壓力傳感器III。
[0011]所述的真空抽取接口連接的壓力傳感器是壓力傳感器IV。
[0012]所述的壓力傳感器1、I1、II1、IV以及AD轉(zhuǎn)換器I和AD轉(zhuǎn)換器II通過I/O接口與計算機連接。這樣設(shè)置，主要是能夠?qū)崿F(xiàn)計算機自動控制操作。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)解決方案之二是，利用上述稀土合金漿液儲氫裝置對稀土合金漿液進行儲氫的方法。該方法包括如下步驟:
[0014](I)進料:將稀土合金原料粉末加入高壓反應(yīng)爸內(nèi)；
[0015](2)抽真空:對高壓反應(yīng)釜抽真空；
[0016](3)活化反應(yīng):向高壓反應(yīng)釜內(nèi)充入高純度氫氣，使稀土合金在氫氣的作用下反復(fù)進行活化反應(yīng)；
[0017](4)制作漿液:向高壓反應(yīng)釜中加入甲苯，并開動攪拌機對釜內(nèi)原料進行攪拌，使釜內(nèi)稀土合金原料形成漿液；
[0018](5)吸氫反 應(yīng):向高壓反應(yīng)釜內(nèi)加熱至250_350°C，同時不斷攪拌及不斷向反應(yīng)釜補充氫氣，使?jié){液不斷進行吸氫反應(yīng)；
[0019](6)檢測:對上述步驟吸氫反應(yīng)后的產(chǎn)品進行取樣檢測；
[0020](7)出料:檢測達到標(biāo)準(zhǔn)要求，即可出料。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0022]本發(fā)明不但解決了固體稀土合金儲氫技術(shù)在工程應(yīng)用上因合金粉化和體積膨脹造成的管路堵塞和容器破裂等問題，克服液體儲氫由于加脫氫反應(yīng)所需溫度較高，實際釋氫效率偏低的不足，通過漿液中稀土合金與有機溶劑的調(diào)節(jié)，改變了稀土合金漿液體系性能，使其儲氫量大為提高，為制作大容量高性能電池提供了電池材料。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]圖1為本發(fā)明稀土合金漿液儲氫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中所示:1、氫源瓶，2、管道，3、高壓反應(yīng)釜，31、氫源充入接口，32、排氣口，33、真空抽取接口，34、加料口，35、出料口，4、氫庫，5、計算機，51、I/O接口，6、熱電耦，61、AD轉(zhuǎn)換器1，7、攪拌裝置，71、AD轉(zhuǎn)換器11，81、壓力傳感器1，82、壓力傳感器11，83、壓力傳感器111，84、壓力傳感器IV。
【具體實施方式】:
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
[0026]如圖1所示，一種稀土合金漿液液體儲氫裝置，該裝置包括氫源瓶1、管道2，其特征在于，還包括一高壓反應(yīng)釜3、氫庫4，熱電耦6，攪拌裝置7。所述的攪拌裝置7是由電機和攪拌槳構(gòu)成，所述的攪拌槳置7入高壓反應(yīng)釜3內(nèi)。所述的高壓反應(yīng)釜3上設(shè)置有氫源充入接口 31、排氣口 32、真空抽取接口 33和加料口 34和出料口 35，所述的熱電耦6設(shè)置在高壓反應(yīng)釜3內(nèi)，所述氫庫4連接有壓力表或壓力傳感器181，所述的氫源充入口 31連接有壓力表或壓力傳感器1182，所述的排氣口 32連接有壓力表或壓力傳感器11183，所述的真空抽取接口 33連接有壓力表或壓力傳感器IV84。所述的熱電耦6上連接AD轉(zhuǎn)換器161。所述的攪拌裝置7連接AD轉(zhuǎn)換器1171。所述的壓力傳感器1、I1、II1、IV以及AD轉(zhuǎn)換器I和AD轉(zhuǎn)換器I II通過I/O接口 51與計算機5連接。
[0027]本發(fā)明的技術(shù)解決方案之二是，利用上述稀土合金漿液儲氫裝置對稀土合金漿液進行儲氫的方法。該方法包括如下步驟:
[0028](I)進料:將稀土合金原料粉末加入高壓反應(yīng)爸內(nèi)；
[0029](2)抽真空:對高壓反應(yīng)釜抽真空；
[0030](3)活化反應(yīng):向高壓反應(yīng)釜內(nèi)充入高純度氫氣，使稀土合金在氫氣的作用下反復(fù)進行活化反應(yīng)；要求氫氣純度為99.99% ;加入氫氣后，使釜內(nèi)壓力升至5.0-5.5Mpa ；
[0031](4)制作漿液:向高壓反應(yīng)釜中加入甲苯，并開動攪拌機對釜內(nèi)原料進行攪拌，使釜內(nèi)稀土合金原料形成漿液；甲苯的加入量為按稀土合金粉末與甲苯的質(zhì)量比為I: 2.5-3，攪拌轉(zhuǎn)速不低于1000r.P.m ;
[0032](5)吸氫反應(yīng):通過熱電耦加熱，使高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至250_350°C，同時不斷攪拌及不斷向反應(yīng)釜補充氫氣，使?jié){液不斷進行吸氫反應(yīng)；要求攪拌轉(zhuǎn)速不低于1000r.P.m ；
[0033](6)檢測:對上述步驟吸氫反應(yīng)后的產(chǎn)品進行取樣檢測；質(zhì)量要求為反應(yīng)釜中的漿液稀土合金充分吸氫至飽和狀態(tài)；
[0034](7)出料:達 到標(biāo)準(zhǔn)要求，即可出料。
[0035]實施例
[0036]本實施例是在計算機自動控制下操作:
[0037](I)進料:稱取10公斤稀土合金原料粉末加入高壓反應(yīng)釜；
[0038](2)抽真空:通過計算機控制抽真空機，對高壓反應(yīng)釜抽取真空；使高壓反應(yīng)釜內(nèi)處在真空狀態(tài)；
[0039](3)活化:通過計算機控制氫庫，緩慢向高壓反應(yīng)釜內(nèi)充入高純度氫氣，氫氣純度要求為99.99%;加入氫氣后，釜內(nèi)壓力增加，通過計算機控制釜內(nèi)壓力為5.0Mpa，使稀土合金粉末與氫氣產(chǎn)生活化反應(yīng)；
[0040](4)制作漿液:按質(zhì)量比為1: 2.5的比例，稱取甲苯25公斤。將甲苯加入高壓反應(yīng)釜中，在計算機上設(shè)置攪拌速度為lOOOr.P.m.條件下，并開動攪拌機對釜內(nèi)原料進行攪拌，使釜內(nèi)活化后的原料與甲苯形成漿液；
[0041](5)吸氫反應(yīng):在爸內(nèi)衆(zhòng)液充分活化后,在計算機上設(shè)置反應(yīng)爸內(nèi)溫度為300°C,攪拌速度為lOOOr.P.m.條件下，繼續(xù)向反應(yīng)釜補充氫氣，使?jié){液不斷進行吸氫反應(yīng)；
[0042](6)檢測:對上述步驟吸氫反應(yīng)后的產(chǎn)品進行取樣檢測；質(zhì)量要求為反應(yīng)釜中的漿液充分吸氫至飽和狀態(tài)；如不符合要求，再繼續(xù)進行加氫反應(yīng)，直到符合要求；
[0043](7)出料:達到標(biāo)準(zhǔn)要求，即可出料。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土合金漿液液體儲氫裝置，該裝置包括氫源瓶(I)、管道(2)，其特征在于，還包括高壓反應(yīng)釜(3)、氫庫(4)、熱電耦(6)、攪拌裝置(7)，所述的高壓反應(yīng)釜(3)上設(shè)置有氫源充入接口(31)、排氣口(32)、真空抽取接口(33)、加料口(34)和出料口(35)，所述的熱電耦(6)設(shè)置在高壓反應(yīng)釜(3)內(nèi)，所述氫庫(4)、氫源充入口(31)、排氣口(32)、真空抽取接口(33)上分別設(shè)置有壓力表或壓力傳感器(81、82、83、84)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種稀土合金漿液液體儲氫裝置，其特征在于，所述的熱電耦(6)上連接一 AD轉(zhuǎn)換器I (61)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種稀土合金漿液液體儲氫裝置，其特征在于，所述的攪拌裝置(7)連接一 AD轉(zhuǎn) 換器II (71)。
【文檔編號】C01B6/24GK104016302SQ201410239807
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月24日
【發(fā)明者】羅文浪, 曾小薈, 冷明, 謝安東 申請人:羅文浪