Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода


 


Владельцы патента RU 2450203:

Шалимов Юрий Николаевич (RU)
Голодяев Александр Иванович (RU)
Доброквашин Евгений Александрович (RU)
Сукочев Андрей Иванович (RU)

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках. Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода включает корпус и батарею топливных элементов. Батарея выполнена в виде двух катушек, выполненных с возможностью наматывания на них широкой ленты из сплава металла и перематывания ее с одной катушки на другую. На одной из катушек сплав металла соединен с водородом с образованием металлогидрида Al(BH4)3 или Bi(BH4)2 с высоким содержанием водорода. Лента проходит между катушками около термовыделяющего электрического элемента, расположенного вне корпуса, с обеспечением выделения из нее водорода. Корпус имеет застекленное окно. Катушки разделены термоизолирующей перегородкой. Использование изобретения позволит обеспечить быструю отдачу необходимой порции водорода за короткое время. 1 ил.

 

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках.

Известно устройство «СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ И ВЫДАЧИ ВОДОРОДА С МЕТАЛЛОГИДРИДНЫМИ АККУМУЛЯТОРАМИ ВОДОРОДА». Патент RU №87775 U1, МНК F17C 11/00 (2006.01), МПК Н01М 8/04 (2006.01). Заявка: 2009119571/22, 26.05.2009.

Система хранения и выдачи водорода, содержащая металлогидридные аккумуляторы водорода, батарею топливных элементов, магистрали приема и выдачи водорода, магистрали контура циркуляции теплоносителя, регулирующие клапаны, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя с теплообменным аппаратом и компенсационная емкость, при этом промежуточный контур циркуляции жидкого теплоносителя соединен с нижней частью компенсационной емкости, а верхняя часть емкости соединена с магистралью выдачи водорода (прототип).

Недостатками являются малый объем металлогидридных аккумуляторов водорода и батареи топливных элементов, низкая скорость отдачи водорода, сложность точного выделения за определенное время нужного объема водорода.

Известен «АККУМУЛЯТОР ВОДОРОДА». Патент RU №2376522 С1, МПК F17C 11/00 (2006.01). Заявка: 2008134327/06, 22.08.2008. Реферат:

В аккумуляторе водорода, содержащем полые микросферы и сплав, образующий с водородом гидрид металла, внутренняя полость микросферы выполнена свободной. Сплав металла нанесен на наружную поверхность микросферы. Стенка микросферы выполнена проницаемой для водорода при комнатной температуре. Техническим результатом изобретения является обеспечение одновременно высокого весового и высокого объемного содержания водорода, обладающего высокоскоростными регулирующими свойствами при заполнении аккумулятора и при его разрядке (подаче к потребителю), и безопасного хранения и транспортировки водорода (аналог).

Недостатком является сложность извлечения нужного объема водорода за определенное время.

Целью изобретения является создание устройства с быстрой отдачей необходимой порции водорода за короткое время.

Технический результат в устройстве «металлогидридный аккумулятор для хранения водорода», состоящем из корпуса, батареи топливных элементов, достигается тем, что батарея выполнена в виде двух катушек, выполненных с возможностью наматывания на них широкой ленты из сплава металла и перематывания ее с одной катушки на другую, при этом на одной из катушек сплав металла соединен с водородом с образованием металлогидрида Al(ВH4)3 или Bi(BH4)2 с высоким содержанием водорода, причем лента проходит между катушками около термовыделяющего электрического элемента, расположенного вне корпуса, с обеспечением выделения из нее водорода, корпус имеет застекленное окно, а катушки разделены термоизолирующей перегородкой.

На фиг.1 изображен металлогидридный аккумулятор для хранения водорода.

Статика. Перечень позиций.

1 - корпус

2 - батарея топливных элементов

3 - катушки

4 - одна катушка

5 - широкая лента

6 - сплав металла

7 - вторая катушка

8 - термовыделяющий электрический элемент

9 - застекленное окно

10 - термоизолирующая перегородка

11 - кассета

12 - отверстие

Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода, имеющий корпус (1), батарею топливных элементов (2), отличается тем, что батарея (2) выполнена в виде двух катушек (3), выполненных с возможностью наматывания на них широкой ленты (5) из сплава металла (6) и перематывания ее с одной катушки (4) на другую (7), при этом на одной из катушек (4) сплав металла (6) соединен с водородом с образованием металлогидрида Al(ВH4)3 или Bi(BH4)2 с высоким содержанием водорода, причем лента (5) проходит между катушками (4/7) около термовыделяющего электрического элемента (8), расположенного вне корпуса (1), с обеспечением выделения из нее водорода, корпус имеет застекленное окно (9), а катушки (3) разделены термоизолирующей перегородкой (10).

Работа. Катушки (3) перематываются так, чтобы после зарядки в гальванической ванне вся лента (5) расположилась на катушке (4). Специальный привод (на фиг.1 не показан) обеспечивает перемотку ленты на вторую катушку (7). Лента (5) проходит мимо термовыделяющих элементов (8), и под воздействием высокой температуры выделяется водород. Его объем и скорость выделения определяются температурой термовыделяющего элемента (8) и скоростью вращения катушек (3). Расположение термовыделяющего элемента (8) вне корпуса (1) исключает возгорание водорода. Термоизолирующая перегородка (10) исключает нагрев катушки (4) избыточным теплом от катушки (7). Корпус (1) аккумулятора выполнен в форме кассеты (11). Через отверстие (12) в корпусе (1) водород выходит из корпуса (1).

Технико-экономические показатели значительно выше прототипа, т.к. можно получать необходимое количество водорода из аккумулятора, что позволяет сделать сам аккумулятор мобильным устройством, и это удобно в эксплуатации, и можно менять кассеты с аккумулятором по необходимости.

Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода, имеющий корпус, батарею топливных элементов, отличающийся тем, что батарея выполнена в виде двух катушек, выполненных с возможностью наматывания на них широкой ленты из сплава металла и перематывания ее с одной катушки на другую, при этом на одной из катушек сплав металла соединен с водородом с образованием металлогидрида Al(BH4)3 или Bi(BH4)2 с высоким содержанием водорода, причем лента проходит между катушками около термовыделяющего электрического элемента, расположенного вне корпуса, с обеспечением выделения из нее водорода, корпус имеет застекленное окно, а катушки разделены термоизолирующей перегородкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и картриджу для хранения сжатого газообразного водорода. .

Изобретение относится к области создания автономных источников энергии, систем хранения, выделения и транспортировки газообразных продуктов и может быть использовано в автономных и передвижных системах энергоснабжения.

Изобретение относится к устройствам обеспечения газообразным топливом двигателей средств передвижения. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и заправочной технике, а именно к способам аккумулирования, хранения и подачи водорода с использованием гидридообразующих соединений.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в водородной энергетики для хранения и транспортировки водорода или гелия. .

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках.

Изобретение относится к водородной энергетике - аккумулированию, хранению и высвобождению водорода для использования в транспортных и стационарных энергетических установках.

Изобретение относится к области водородной энергетики - аккумулированию и хранению водорода, который в настоящее время используется в химическом, транспортном машиностроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для хранения различных веществ, в том числе лекарств, ядов, биологических структур, химически активных соединений, радиоактивных веществ, а также любых других соединений, находящихся в жидком, газообразном или растворенном состоянии.

Изобретение относится к средствам хранения и подачи газов, в частности к аккумулированию и хранению водорода, использованию водорода в качестве топлива, в частности для автомобилей.

Изобретение относится к водородной энергетике, а именно к аккумуляторам водорода, применяющимся в различных отраслях промышленности и техники. Аккумулятор водорода состоит из бака, погруженного в сосуд Дьюара, и устройства для закачки и выпуска водорода. Бак выполнен в виде круглых труб 1 или цельнометаллической конструкции с продольными ячейками в форме шестиугольников 2. Трубы 1 и ячейки 2 герметически запечатываются цилиндрическими или шестиугольными донышками 3, а с другого конца входят во втулки-горлышки 5, скрепляемые с изогнутыми трубами 6 меньшего диаметра, сходящимися в едином ресивере 7 или 8. Ресивер 7 представляет собой трубу, расположенную между круглыми трубами 1, а ресивер 8 выполняется в форме шара или цилиндра. Сосуд Дьюара состоит из тепловой изоляции 9, внутренней емкости 10 и внешней емкости 11. Трубы 1 или ячейки 2 бака заполняются насыпным материалом 21 (углеродными нанотрубками, графеном или активированным углем). Заявляемый аккумулятор водорода обеспечивает хранение водорода значительно большей массы, чем известные конструкции аккумуляторов такого типа. В частности он обеспечивает в сто раз большее количество циклов заправки аккумулятора (15000) по сравнению баллонами высокого давления из нержавеющей стали, покрытыми оболочкой из органопластиков (150 циклов заправки). 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предложены устройства, системы и способы введения и/или выведения вещества в сорбционную среду и из сорбционной среды. Вещество имеется на крае сорбционной среды, которая включает параллельные слои сорбционного материала. Для введения посредством абсорбции и/или адсорбции вещества в сорбционную среду от сорбционной среды отводится тепло, к сорбционной среде прикладывается напряжение введения, и/или повышается давление, при котором находится сорбционная среда. Для выведения вещества из сорбционной среды в сорбционную среду подводится тепло, к сорбционной среде прикладывается напряжение с полярностью, противоположной полярности напряжения введения, и/или понижается давление, при котором находится сорбционная среда. В некоторых вариантах реализации изобретения сорбционная среда включает поверхностные структуры, которые могут вводить молекулы вещества. Использование изобретения позволит аккумулировать газы при высокой плотности. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для зарядки указанных аккумуляторов водородом. Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний), выполнено из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и аккумуляторов (4) водорода на основе гидрида алюминия (титана или магния) (5), при этом в электролизере (3) расположен электролит (6) из угольной кислоты H2CO3 в дистиллированной воде, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга аккумулятора (4) без внешних корпусов со свободным проникновением электролита (6) в структуру аккумулятора (4) из гидрида металла (5), причем один аккумулятор (4) подсоединен к катоду (7), а второй аккумулятор (8) - к аноду (9), причем на крышке (10) зарядного устройства расположена вертикальная труба (11) с клапаном сброса (12) излишнего давления, создаваемого продуктами электролиза. Образование гидридов в структурах металлов в электролизере под действием теплового поля является техническим результатом заявленного изобретения. 1 ил.

Изобретение относится к способам получения и хранения природного газа в виде газовых гидратов (ГПГ). Способ включает предварительное заполнение судна водоледяной смесью. ГПГ в судне получают путем закачки в него под давлением природного газа и барботирования газа через водоледяную смесь одновременно с закачкой в него водоледяной смеси и осуществлением вибрации с акустической частотой до тех пор, пока ГПГ не заполнят весь объем судна. После этого закачку газа и криогидратной смеси прекращают и хранят ГПГ в судне при постоянных температуре и давлении. Для разложения ГПГ на воду и газ в верхней части судна понижают давление путем отбора газа из судна и/или поднимают судно вверх для снижения в нем гидростатического давления. По окончании отбора газа судно опускают на исходную глубину, а образовавшуюся после разложения гидратов водоледяную и криогидратную смесь сохраняют до нового заполнения судна ГПГ. Техническим результатом изобретения является создание условий для применения погруженного под воду судна в качестве комбинированного устройства для получения, подводного хранения и разложения ГПГ. 1 ил.

Изобретение относится к способу аккумулирования водорода, заключающемуся в насыщении электродов водородом путем его диффузии внутрь электродов за счет электролиза электролита, в который погружены электроды. Способ характеризуется тем, что в качестве электродов используются металлокерамические никелевые электроды без активной массы, используемые в никель-кадмиевых аккумуляторах. Использование настоящего изобретения дает возможность использования для накопления водорода дешевых, промышленно выпускаемых металлокерамических никелевых электродов, а также получения массового содержания водорода в электродах 7,5-8%. 2 пр.

Изобретение относится к газовой отрасли промышленности, а именно к средствам для хранения и транспортирования горючих газов. Баллон состоит из цилиндрического корпуса с патрубком, заполненного пористой пропитанной ацетоном массой. Баллон имеет центральную трубу с откидными фиксирующими штангами, на верхнем конце которой выполнена съемная резьбовая заглушка, а на нижнем конце смонтирован конический насадок с отверстиями. Технический результат изобретения - повышение газовбираемости баллона для растворенного ацетилена. 1 ил.

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках. Аккумулятор водорода, имеющий корпус, накопитель водорода из сплава металла в виде системы сплава металл - водород, характеризующийся тем, что внутри корпуса размещен бак с аккумуляторами водорода, которые представляют собой расположенные компактно и соединенные между собой металлические пластины толщиной до 500 мкм из сплава никель - бор в виде электрохимической системы никель - бор - водород, и пластины соединены с теплопроводами, расположенными между корпусом и баком. В корпусе имеется горловина для заливки электролита в бак и слива его через другую горловину и съемные заглушки на них. На корпусе есть контакты подачи электрического тока для зарядки аккумулятора гальваническим способом, один из которых расположен на баке, а второй соединен с металлическими пластинами из сплава никель - бор, и на корпусе имеются входные и выходные патрубки от коллектора выхлопной трубы мотора. На корпусе имеется выходной патрубок от внутреннего бака для выхода водорода в систему питания двигателя, и на пластинах из сплава никель - бор расположен нагревательный элемент с контактами на поверхности корпуса. Изобретение направлено на создание удобного в эксплуатации и недорогого аккумулятора водорода. 3 ил.

Изобретение относится к материаловедению, микро- и наноэлектронике и может быть использовано в технологических процессах получения энергоносителей. В качестве аккумулирующего материала для насыщения атомарными и/или молекулярными веществами использован шаровидный материал микронных размеров, состоящий из наноразмерных двумерных спиралеобразно, радиально и аксиально расположенных пластин графита, имеющих единый центр. Отличительной чертой представленного аккумулирующего материала является наличие развитой поверхности пластин графита. Для решения поставленной задачи предложен также способ получения аккумулирующего материала для насыщения атомарными веществами и/или молекулярными веществами, заключающийся в том, что выделяют из высокопрочного чугуна шаровидный графит, подвергают его очистке от примесей оксидов кремния и оксидов железа, полученную массу сепарируют по размерам, очищают путем удаления несвязанных частиц графита с поверхности шаровидного графита, подвергают расщеплению. Задачей данного изобретения является расширение арсенала средств для накопления и хранения веществ в атомарном и/или молекулярном состоянии. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к области водородной энергетики - аккумулированию и хранению водорода, который в настоящее время используется в химическом, транспортном машиностроении и других отраслях промышленности. Согласно изобретению емкость для хранения водорода представляет собой обычный никель-кадмиевый аккумулятор с ламельными электродами. Предложенный способ аккумулирования водорода состоит в насыщении электродов водородом путем его диффузии внутрь электродов. Электроды насыщаются водородом, благодаря электролизу электролита во время перезаряда аккумулятора при напряжении 1.7 В в течение 1,8 лет. Техническим результатом изобретения является возможность использования для накопления водорода дешевых, промышленно выпускаемых ламельных электродов и получение массового содержания водорода в оксидно-никелевых электродах 9-10%, а в кадмиевых электродах 8,0-8,5%.

Изобретение относится к системам и способам создания и хранения жидкофазной смеси природного газа, абсорбированного в легкоуглеводородных растворителях при температуре и давлении, которые способствуют улучшению объемных отношений сохраняемого природного газа по сравнению с CNG и PLNG при таких же температуре и давлении от менее 80° до около -120°F (от -62,2°С до -84,4°С) и от около 300 psig до около 900 psig (2,07-6,2 МПа, манометрических). Предпочтительные растворители включают этан, пропан и бутан и растворители на основе природного газоконденсата (NGL) и сжиженного нефтяного газа (LPG). Системы и способы для принятия (11, 13) сырьевого промыслового или полукондиционированного природного газа, кондиционированного газа, получения (14) жидкофазной смеси природного газа, абсорбированного в легкоуглеводородном растворителе, и транспортировки (16) смеси на рынок сбыта, где сетевой газ и продукты фракционирования поставляются путем, расходующим меньше энергии, чем CNG-, PLNG- или LNG-системы, с лучшим соотношением «масса груза к массе контейнера» для компонента природного газа, чем CNG-системы. 13 н. и 35 з.п. ф-лы, 25 ил., 3 табл.
Наверх